热压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用.doc

个人收集整理文档 勿用做商业用途热压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中地研究和应用-人力资源热压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中地研究和应用 江涛 西安石油大学材料科学与工程学院 摘要：热压烧结技术是加热加压烧结并且保温一定时间制备致密地烧结块体.热压烧结技术具有烧结速度快，烧结试样致密度较高，具有快速成型地优点.热压烧结工艺具有很多优势，所以被广泛地应用在材料地制备与合成中.热压烧结工艺广泛应用在材料科学与工程领域.本文主要讲述热压烧结工艺地原理和工程应用，热压烧结工艺在材料科学与工程专业实验教学中地研究和应用，并对热压烧结技术地研究发展趋势和发展方向进行分析和预测.作者认为应该在本科学生地实验教学中安排采用热压烧结工艺制备复合材料地实验课程. 关键词：热压烧结工艺 材料科学与工程专业 实验教学 研究和应用 一、前言 在材料科学与工程专业地本科教学工作中，学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业地基础课程和专业课程.其中在材料科学与工程专业课程教学中，在讲述材料地制备工艺方法中讲述过热压烧结工艺制备和合成复合材料.热压烧结工艺是制备金属基复合材料，金属陶瓷复合材料，以及其他复合材料地主要方法.热压烧结工艺是加热加压烧结并且保温一定时间制备致密地烧结块体.热压烧结法在高温高压地共同作用下使得烧结制品致密化，所以通过热压烧结工艺得到较高致密度地烧结制品.所以热压烧结工艺制造地加工产品地致密度较高，均匀性较好，力学性能优异.同时热压烧结技术具有生产周期短，工序少，材料损耗小等特点.热压烧结工艺可以制备金属材料，复合材料，功能材料等.热压烧结工艺烧结速度快，烧结时间较长，烧结温度高，可以制备完全致密地烧结块材.热压烧结工艺具有快速成型地优点.采用热压烧结工艺可以制备复合材料，包括金属基复合材料，金属陶瓷复合材料等.热压烧结工艺制备复合材料由于具有可以达到净近尺寸成形地优势，所以能够广泛应用于工程领域中.在材料科学与工程专业地本科课程教学中，在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过热压烧结技术.此外还可以将热压烧结技术制备复合材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验，使学生认识和了解热压烧结技术制备复合材料地工艺过程.所以热压烧结工艺制备复合材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛地应用.本文主要讲述热压烧结技术地原理和工程应用，并讲述热压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中地研究和应用，并对热压烧结技术地未来发展趋势进行分析和预测. 二、热压烧结技术地原理和工程应用 热压烧结工艺是加热加压烧结并且保温一定时间制备致密地烧结块体.热压烧结工艺具有烧结速度快，烧结试样致密度较高，具有快速成型地优点.热压烧结工艺将干燥粉料充填入模型内再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时完成地烧结方法.热压烧结工艺地特点：热压烧结工艺由于加热加压同时进行，粉料处于热塑性状态有助于颗粒地接触扩散流动并有利于传质过程地进行，因而成型压力较小；还能降低烧结温度并缩短烧结时间从而抵制晶粒长大得到晶粒细小，致密度较高，并具有较高地机械性能和较高地力学性能地产品，无需添加烧结助剂或成型助剂可生产超高纯度地陶瓷产品.热压烧结工艺地缺点是热压烧结过程比较复杂以及热压烧结设备比较复杂，模具材料要求较高，通过热压烧结工艺可以制备各种烧结制品.热压烧结设备需要专用地热压烧结炉，常用地热压烧结炉主要由加热炉，加压装置，模具和测温测压装置组成.根据材料地性质要求还原气氛或惰性气氛.模具要求高强度，耐高温，可以通过热压烧结工艺也可获得高强度烧结体.通过热压烧结工艺可以制备较高致密度地烧结制品而且具有较高地力学性能.热压烧结工艺是通过加热加压烧结制备致密地烧结试样.通过热压烧结工艺可以制备出致密地烧结制品，所制备地烧结制品具有均匀致密地显微结构和较高地力学性能等. 三、热压烧结技术在材料科学与工程专业实验教学中地研究和应用 热压烧结工艺是将原料粉末在烧结过程中进行加热加压烧结并保温一定地时间形成致密地烧结试样.热压烧结技术具有烧结速度快，烧结时间较长，烧结效率高，可以实现快速成型工艺，所以热压烧结技术主要用于制备金属陶瓷，金属陶瓷复合材料，功能复合材料等.在材料科学与工程专业地教学课程中，其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过热压烧结工艺.热压烧结工艺同粉末冶金技术和液相烧结技术一样都是材料地制备工艺技术.热压烧结工艺同样也是热加工工艺，热压烧结工艺是加热加压烧结并且保温一定时间制备致密地烧结块体.热压烧结工艺具有烧结速度快，烧结试样致密度较高，具有快速成型地优点.在高温高压地共同作用下，热压烧结试样坯体在高温高压地作用下形成致密地烧结体.所以热压烧结工艺制备地烧结制品地致密度较高，力学性能优异.同时热压烧结技术具有生产周期短，工序少，材料损耗小等特点.在材料科学与工程专业课程地课堂教学中，有些专业课程中对热压烧结工艺只是作为了解，对于热压烧结工艺制备复合材料地具体内容和制备工艺步骤地研究和应用了解很少.所以就需要在材料科学与工程专业地实践教学课程中增加一些关于热压烧结工艺制备复合材料地实验课程.通过热压烧结工艺制备复合材料地实践教学活动可以使学生认识和了解热压烧结工艺制备复合材料地原理，制备工艺过程以及对经过热压烧结工艺后得到复合材料烧结制品地物相组成，显微结构和性能进行研究，使学生通过对材料地制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习地认识和了解.对于本科学生地教学实践课程，可以在本科学生地本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排热压烧结工艺制备金属基复合材料和金属陶瓷复合材料地教学内容.例如采用热压烧结工艺可以制备金属陶瓷复合材料，先将金属陶瓷混合粉末装入石墨模具中，然后将石墨模具放入到热压烧结炉中并通过热压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料.通过热压烧结工艺制备致密地复合材料块材.通过实验教学过程使学生认识和了解到热压烧结工艺制备金属陶瓷复合材料地制备工艺过程，提高学生对课程学习地认识和了解，使学生通过实验教学过程认识和了解热压烧结工艺制备复合材料地制备工艺原理、使用方法和制备过程，以及对得到热压烧结工艺制备地烧结制品地物相组成和显微结构进行分析和测试.通过热压烧结工艺可以制备复合材料. 热压烧结工艺由于具有很多地优势所以被广泛地应用在材料科学与工程领域中.热压烧结工艺已经成为材料合成和制备地主要制备工艺.热压烧结工艺优势明显：加热均匀，升温速度快，烧结温度高，生产效率高，烧结产品组织细小显微结构均匀，可以得到高致密度地材料.热压烧结工艺可选择材料种类比较广泛适用面也比较广泛.热压烧结工艺可以得到完全致密地烧结制品.热压烧结技术操作过程比较复杂，对设备要求较高，需要热压烧结炉，可以进行现场操作，因此可以作为本科学生地课程教学实验内容，可作为材料科学与工程专业课程地辅助教学实验，也可以作为本科专业课程设计和本科毕业设计教学内容，使学生通过实践教学来加深对材料科学与工程专业课程地认识和掌握，使学生认识到金属基复合材料地制备过程以及金属陶瓷复合材料地制备过程等，并使得学生对热压烧结工艺得到地烧结制品进行分析和测试，使学生对材料地分析和检测水平有较大地提高，对于拓展学生地知识面有很大地帮助，为本科学生以后地本科专业课程设计和本科毕业设计打下坚实地实验基础. 四、热压烧结技术在材料科学与工程领域地研究发展趋势 热压烧结技术在材料科学与工程领域应用规模不断扩大.热压烧结技术可选择地材料种类比较广泛，适用面比较广泛.热压烧结工艺广泛应用在材料合成与制备中.热压烧结设备也在不断地完善和开发.热压烧结技术和热压烧结设备也在不断地发展.需要开发热压烧结工艺在材料科学与工程领域中地应用，扩大在硬质合金方面地应用，以及在高温合金及复合材料等领域地应用.采用热压烧结工艺可以制备金属材料，金属陶瓷复合材料，功能材料，复合材料等.由于热压烧结技术在材料科学与工程领域有着广泛地研究和应用，而且热压烧结工艺制备地烧结制品具有优秀地力学性能，所以应该在材料科学与工程专业本科学生地实验教学中安排采用热压烧结工艺制备和合成复合材料地实验课程. 五、结论 热压烧结工艺是加热加压烧结并且保温一定时间制备致密地烧结块体.热压烧结工艺具有烧结速度快，烧结试样致密度较高，具有快速成型地优点.热压烧结工艺具有很多优势所以被广泛地应用在材料制备与合成中.热压烧结工艺广泛应用在材料科学与工程领域中.本文主要讲述热压烧结工艺地原理和工程应用，热压烧结工艺在材料科学与工程专业实验教学中地研究和应用，并对热压烧结技术地研究发展趋势和发展方向进行分析和预测.本文作者认为应该在本科学生地实验教学中安排采用热压烧结工艺制备复合材料地实验课程. 参考文献 1 李青虹, 晋芳伟. 机械专业实验课程教学改革地研究J. 机电技术,2011(1):149-151 2 刘宏达, 马忠丽. 高校实验课程教学质量评价体系地构建J. 中国现代教育装备,2009(3):60-63 3 罗乐, 张春早, 黄英. 加强实验课程教学质量管理地探索J. 合肥工业大学学报( 社会科学版),2005,19(1):16-18 4 谢秀红, 贾天钰. 大学实验课程教学改革新探J. 航海教育研究,2007(2):74-76 5 马臣, 孟延红, 曹智贤. 机械实验课程教学体系构建地探索J. 实验室科学,2010(1):44-46 6 许家瑞. 构建创新实验教学体系地探索与实践J. 实验技术与管理,2009(5):1-4 7 赵方方, 孙会来, 高胜利. 构建立体化实验教学模式培养创新性工程实践人才J. 实验室科学,2007(1):13-15 8 王国强, 傅承新. 研究型大学创新实验教学体系地构建J. 高等工程教育研究,2006(1):125-128 9 刘飞, 汪小将, 张海艳. 实验课程新教学模式探索J. 科技信息,2010(34):17 10 王秀红. 改革实验教学体系, 培养学生创新能力J. 实验室研究与探索,2006,25(7):835-837 7 / 7