粉末烧结多孔钛的组织与性能研究

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1、出盔盘鲎亟±堂焦盈塞摘要本文利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、x射线衍射仪(XRD)等检测手段，系统研究了多孔钛的烧结温度、造孔剂种类、造孔剂数量以及压缩变形，对显微组织、断口形貌、孔隙特征、孔隙数量、力学性能的影响．结果表明：烧结温度影响多孔钛的组织结构与力学性能．随着烧结温度的提高，多孔钛中钛颗粒表面由粗糙变光滑，颗粒尺寸由小变大；孔隙边缘由尖锐变圆滑，孔型有不规则形向圆形转变；烧结颈由细变粗进而出现熔化；孔隙率下降。显微硬度随烧结温度的提高，呈现先升后降的变化规律，在1200℃左右达到最高值。在含30％无机造孔剂的条件下，随着烧结温度

2、的提高，抗压强度提高，弹性模量呈先升后降的变化规律；在含20％有机造孔剂的条件下，随着烧结温度的提高，抗压强度提高，弹性模量降低．粘结剂含量影响多孔钛的孔径和孔隙率．随着粘结剂加入量的增加，孔径不断增大，孔隙率逐渐升高，孔隙的贯通性增强。含3％粘结剂时的孔径和孔隙率效果较好。造孔剂种类和数量影响多孔钛的孔结构、相构成和力学性能．用无机造孔剂制得的多孔钛可得到与造孔和形状一致的孔；而用有机造孔剂制得的多孔钛可得到与造孔剂形状和尺寸不一致的孔。含无机造孔剂多孔钛试样的物相构成有Ti相、金红石型TiO。相和Na。TiO．相；含有机造孔剂多孔钛试样的物相构成基本上全为Ti相，含

3、有极少量的金红石型TiO：相。含20％有机造孔剂的多孔钛的抗压强度为510．26Mpa，而含20％无机造孔剂的多孔钛的抗压强度仅为2I．79Mpa，含有机造孔剂的多孔钛的抗压强度显著高于无机造孔剂，而弹性模量低于无机造孔剂。随着无机造孔剂含量的增多，多孔钛中的孔隙率提高，孔与孔之间的通透能力也增强，抗压强度和弹性模量降低．压缩变形可以改变多孔钛孔隙的形状与显微组织．在压缩变形后，不同孔隙的变形程度不同，有的孔隙沿垂直于压缩变形方向被拉长、压扁，有的孔隙发生少量变形，有的孔隙并未发生变形．各晶粒由于塑性变形程度不同，滑移线密度也不同。关键词：粉末烧结，多孔钛，组织结构，力

4、学性能，压缩变形AbstractTheinfluencesofsinteringtemperatureofporoustitaniumtothemicrostructure，totheappearanceofthebreakpoint，tothecharactersofholes，tothenumberofholesandthemechanicalpropertywerediscussedinthispaperbythemethodofopticsmicroscope，SEM，EPMAandXRD．Theinfluencesofkindandcontentofpore-

5、formingagentandcompressivedeformationwerealsodiscussed．Theresultswereasfollows：Sinteringtemperatureinfluencesthestructureandmechanicalpropertyofporoustitanium．Thesurfaceoftitaniumgrainofporoustitaniumbecomeslesstoughnessandgrainsgetsbiggerasthesinteringtemperatureincreases．Further，thebou

6、ndaryoftheholesgetssmoother，theirregularlyholesturnstocircularandtheporeratedecreasesasthetemperatureincreases．Sinteringnecksgrowsfromthintothickfirst，andthenmelted．Withthesinteringtemperaturerising，thehardnessoffinalsamplesrisesfirst，andthenfalls，reachingapeakaround1200℃．Whenthecontento

7、finorganicpore-formagentwas30％，thecompressivestrengthincreasesandthemodulusofelasticityincreasefirstandthendecreaseasthesinteringtemperatureincreases．Whenthecontentoforganicpore-formagentwas20％，thecompressivestrengthincreasedandthemodulusofelasticitydecreasedasthesinterin