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钼及钼合金粉末冶金技术研究现状与发展

 气压烧结（热压烧结）技术是一种压制机械能与烧结热能耦合作用下的钼固结技术，热等静压是其中应用最成功的工艺。对烧结密度、组织均匀性和空隙率等烧结指标要求比较高的高端钼烧结产品，如tft-lcd用钼溅射靶材，国外大多采用热等静压技术，其产品质量远高于传统的冷等静压-无压烧结工艺，国内尚无类似生产工艺的报导。
      　　
    （3）放电等离子烧结技术
      　　
    放电等离子烧结技术（sps）是一种利用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的加压烧结法。其工艺原理是，电极通入通-断式直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体、放电冲击压力、焦耳热和电场扩散作用，使烧结体内部各个颗粒均匀地自身产生焦耳热并使颗粒表面活化，从而利用粉末内部的自身发热作用实现烧结致密化，获得均质、致密、细晶的烧结组织。这种比传统烧结工艺低180～500  ℃，且高温等离子的溅射和放电冲击可清除粉末颗粒表面杂质(如去除表层氧化物等)和吸附的气体。德国fct公司已经采用这种技术制备出直径为300mm的钼靶材，国内尚无类似生产工艺的报导。
      　　
    （4）铝热法还原-烧结一体化技术
      　　
    铝热法采用铝粉末作为还原剂，在200～300 ℃下，对钼酸钙、硫化钼或三氧化钼进行低温还原，可用大大低于常规氢还原工艺的成本和较高生产效率制得低密度粗制钼产品或钼合金涂层。同时，在一定的气体压力作用下，随着还原过程的进行，钼粉可产生初步烧结，获得质量要求较低的钼坯料。这种钼坯料可作为钢铁和高温合金的合金添加剂，也可作为电解精炼法制备高纯钼制品的原料。
      　　
    4钼粉的粉末冶金特性规律性研究
      　　
    hcstark、plansee等国外主要钼企业对钼粉有严格的分类，形成了较为完整的钼粉系列，不同加工制品采用不同指标的钼粉，不同的钼粉在压制成型前采用不同的前处理方法，不同的钼粉采用不同的压制、烧结工艺，并且不同物性指标钼粉可以相互搭配，获得最优原料组成和最佳的密度、均匀性等压坯质量，从而保证烧结件和最终产品的质量。而国内只有少数机构进行了初步探索，国内企业尚未形成系统的钼粉分级，无论哪种原料、哪种工艺、哪种设备获得的钼粉，均采用相似的工艺，制备同一类制品；钼粉在成型前的处理工艺更是无从提及。较为系统地开展钼粉的粉末冶金特性研究，理清原料-工艺-钼粉-成型工艺-烧结工艺-制品之间的对应关系，对于获得产品的多元化、系列化、最优化具有很大的生产指导意义。
      　　
    5钼粉末冶金过程数值模拟技术发展
      　　
    长期以来，钼粉还原、成型、烧结工艺多依赖于生产经验积累。近年来随着钼制备加工技术的精整化，数值模拟逐渐用于钼的这3个粉末冶金工艺段，为研究微观演化过程，揭示钼制备加工过程的准确机制，进而为实现钼成型工艺的可控性提供理论支持。就这3段工艺的实质而言，钼粉还原阶段属于典型的扩散场现象，可借鉴流体介质模拟技术；成型、烧结过程属于典型的非连续介质体，且原料粉末组成异常复杂，无法建立统一的几何模式、物理模型和数学模型，目前尚无完善的模拟技术和模拟软件。
      　　
    （1）钼粉成型过程数值模拟
      　　
    钼粉压制成型时，粉末的应力变形比固态金属复杂，可归纳为2个主要阶段：压制前期为松散粉末颗粒的聚合，压制后期为含孔隙的实体。粉末压制时由于大量不同尺寸粉末颗粒间的相互作用以及粉末与模壁间的机械作用和摩擦作用，再加上制品密度、弹性性能、塑性性能间的相互影响，粉末的力学行为是非常复杂的，还没有一个统一的材料模型。      　　
    目前由于非连续介质力学的基本理论还不完善，国内外的研究大多是将粉末体作为连续体假设而进行的。粉末压制模型可简化为弹性应力-应变方程。
      　　
    （2）钼粉烧结过程数值模拟
      　　
    烧结从本质上来说也是一种热加工工艺。烧结过程中的粉末固结和热量迁移是同时进行的，固结中的物理机制包括塑性屈服、蠕变和扩散。而粉末凝固过程中的局部压力和温度决定着这些物理机制对粉末固结所起的作用。同时，粉末凝固中的热量迁移（主要是热量传递）又深受局部相对密度的影响。因此，对烧结的分析必须结合热力学。
      　　由于钼粉烧结过程的基础理论发展不足，无法建立足够的偏微分方程组，所以烧结过程的数值模拟，只能进行单元素系统、简单尺寸和形貌的钼粉情况下的简单模拟。这种模拟结果有助于分析其中的机制，但尚无法有效地指导生产工艺。
      　　
    6结束语
      　
   　经过近一个世纪的发展，"粉末多样化、制品精确化"逐渐成为现代钼粉末冶金技术的发展方向，并开发出一系列钼粉末冶金新技术、新工艺及其过程理论，这些研究的重点是粉末和制品的结构、形貌、成分控制技术。总的趋势是钼粉向超细、超纯、粉末特性可控方向发展，钼制品的压制烧结向以完全致密化、（近）净成型为主要目标的新型固结技术发展。
      　　
    开展钼粉末还原过程动力学问题研究和粉末冶金过程的数值模拟研究，有助于从理论上分析原料、钼粉性能、钼制品性能、还原工艺、压制工艺、烧结工艺之间的影响规律，为解决实际工艺问题提供理论支持和技术思路。

主营产品：钼靶材、钨靶材、钼箔、钨箔、钼杆、tzm钼、钼籽晶夹头、钼隔热屏、钨舟、钼舟、钼丝、钼垫片、钼谰合金、钼条、钼电极、钼过渡电极、钼导电杆、钼片、钼坩埚、钼坯、钨板、钨板坯、钨丝、钨条、钨零件、钼圆、钼溅射靶材、钨片、钼锭、高温钼、钼合金、钨靶、钼环、钨绳、钼带、钼粒等各种钨钼异型制品

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