CN110465664A - 用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开复合材料制备领域中的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，石墨圆筒结构的上、下模具外套固定套在模具内芯外部，模具内内壁上贴有氧化铝内套，氧化铝内套内壁上贴有石墨纸套，石墨纸套的上、下端开口处各密封连接石墨薄片，上石墨薄片的上表面、下石墨薄片的下表面叠压有氧化铝薄片，石墨薄片和石墨纸套围成的圆柱形空腔中盛满粉末原料，氧化铝内套轴向上下方各贴合有石墨环，上氧化铝薄片的上表面、下氧化铝薄片的下表面的轴向上叠压石墨材质的上、下压头，上、下压头之间连接放电等离子烧结系统，采用氧化铝薄片和内套将粉末原料与模具内芯及压头隔离，使电流不通过粉末原料，在模具外套上下产生温度梯度。
Description
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，具体是用于制备梯度多孔复合材料的放电等离子烧结模具。
背景技术
梯度功能材料是两种或多种材料复合而成，并能按照功能要求使组分和结构呈连续梯度变化的一种新型复合材料。通过控制构成材料的成分，可以实现一侧向另一侧呈连续梯度变化的非均匀分布，具有组分结构及物性参数连续变化性、同一种材料两侧不同性能和功能完美结合性、苛刻条件下性能匹配性等特性，从而使其在核能、电子、化学、光学、电磁学、生物医学以及日常生活等领域都具有潜在的应用前景。
梯度多孔材料是梯度功能材料的重要组成部分，它是具有孔径尺寸或孔隙率呈梯度变化特征的一种新型功能材料。其结构特征决定了其可以大大提高材料的强度与生物相容性，其在生物、医疗、能源、催化和过滤等行业都有广泛的应用。
目前，制备梯度多孔材料的方法主要为粉末烧结、放电等离子烧结方法，其中的放电等离子烧结技术由于其可以实现快速的加热和冷却，并且能在很短的保温时间内使材料致密化的特点，成为了一种新型先进的快速烧结技术，其大量用于金属和陶瓷复合材料、热电材料、磁性材料、功能梯度材料和纳米功能材料等的制备过程中。但由于放电等离子烧结技术所使用的是传统的石墨模具，传统的石墨模具的阴极为一中间通孔的圆柱体，在烧结过程中，模具壁厚上下一致，所通过的电流密度相同，发热相同，致使最终制得的材料孔隙率无法呈现梯度变化。
中国专利公开号为CN109332710A的文献中提供了一种医用连续梯度多孔纯钛的制备方法，该方法将Ti粉与造孔剂NH4HCO3按不同配比进行称量，然后在氩气保护下用行星式球磨机混合均匀，将不同配比的混合粉放入内外层分层设计的模具中，再利用放电等离子烧结系统进行真空烧结，得到一种医用多孔纯钛。此类方法在每次烧结时都需要添加造孔剂，并需要分批添加粉末原料，操作繁琐，严重影响了效率，难以实现工业化生产。因此目前急需一种高效快捷的梯度多孔材料制备技术，满足本领域对梯度多孔材料数量和质量的需求。
发明内容
本发明的目的是为解决目前传统梯度多孔复合材料制备过程复杂、效率低的问题，提出一种螺纹连接型的组合式放电等离子烧结模具，通过调整不同烧结区的模具厚度，调控不同烧结区的烧结温度，从而获得梯度多孔材料，无需添加造孔剂，更无需分批添加粉末原料，大大提升了烧结效率。
为实现上述目的，本发明用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具采用的技术方案是：具有一个模具内芯，模具内芯是具有中心通孔的石墨圆筒结构，石墨圆筒结构的上模具外套和下模具外套同轴心地固定套在模具内芯外部，上模具外套位于下模具外套的正上方且两者之间留有轴向间隙， 模具内芯的中心通孔的内壁上紧密贴有圆筒结构的氧化铝内套，氧化铝内套的中心通孔的内壁上紧密贴有圆筒结构的石墨纸套，石墨纸套的上端开口处密封连接上石墨薄片、下端开口处密封连接下石墨薄片，上石墨薄片的上表面在轴向上叠压有上氧化铝薄片，下石墨薄片的下表面在轴向上叠压有下氧化铝薄片，上氧化铝薄片和下氧化铝薄片的直径等于氧化铝内套的内径，在上石墨薄片、下石墨薄片和石墨纸套围成的圆柱形空腔中盛满粉末原料，氧化铝内套轴向的上、下方各紧密贴合有一个石墨环，分别是上石墨环和下石墨环，上石墨环和下石墨环的外壁贴于模具内芯的内壁上，内径等于氧化铝内套的内径，上氧化铝薄片的上表面的轴向上叠压石墨材质的上压头，下氧化铝薄片的下表面的轴向叠压石墨材质的下压头，上压头和下压头的直径与上石墨环和下石墨环的内径相同，上压头和下压头之间连接放电等离子烧结系统，放电等离子烧结系统对上压头和下压头施加直流脉冲电流和压力。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案具备以下有益效果：
1、模具外套采用螺纹连接型组合式设计，使烧结过程中通过模具外套的电流密度得到调节，壁厚大的地方电流密度低，壁厚小的地方电流密度高，从而在模具外套上下产生温度梯度，能有效的改善烧结过程中的温度分布情况，实现复合材料孔隙的梯度分布，满足了梯度多孔材料不同位置所需烧结温度不同的条件，从而避免了传统制备方法中添加造孔剂、多次装填等繁琐步骤。
2、模具设计为组合式，当对孔隙率位置要求不同时，仅需转动模具外套即可调整不同密度的孔隙所在的位置。当对孔隙率高低要求不同时，仅仅需要更换不同壁厚的模具外套即可改变不同位置的壁厚，大大提升了烧结效率，同时降低了成本。
3、采用氧化铝薄片和内套将粉末原料与模具内芯及压头隔离，使电流不通过粉末原料，全部通过石墨模具，进一步实现了电流密度以及温度梯度的精准分配。
附图说明
图1为本发明的立体结构剖视图；
图2为本发明工作状态连接图；
图中：1.下压头；2.氧化铝内套；3.下氧化铝薄片；4.模具内芯；5.下模具外套；6.中间段粉末原料；7.上氧化铝薄片；8.上压头；9.上模具外套；10.测温孔； 11.上段粉末原料；12.下段粉末原料；13.石墨纸套；14.放电等离子烧结系统；15.上石墨薄片；16.下石墨薄片；17.上石墨环；18.下石墨环。
具体实施方式
参考图1和图2，本发明具有一个模具内芯4，模具内芯4是具有中心通孔的石墨圆筒结构。上模具外套9和下模具外套5同轴心地固定套在模具内芯4外部，上模具外套9和下模具外套5均是具有中心通孔的石墨圆筒结构，模具内芯4、上模具外套9和下模具外套5三者具有相同的中心轴。上模具外套9位于下模具外套5的正上方，两者之间留有轴
轴向间隙，相互不接触。
模具内芯4的外侧壁上设有外螺纹，上模具外套9和下模具外套5的中心通孔的侧壁上设有内螺纹，当上模具外套9和下模具外套5套在模具内芯4时，与模具内芯4形成螺纹连接。模具内芯4的内径为15～30mm，外径为25～40mm，高径比为2～3。上模具外套9和下模具外套5的外径均为35～60mm、内径均等于模具内芯4的外径，高径比均为0.3～0.5。上模具外套9和下模具外套5之间的轴向间距为1～20mm。上模具外套9的上端面与模具内芯4的上端面平齐，下模具外套5的下端面与模具内芯4的下端面平齐。
在模具内芯4的中心通孔的内壁上紧密贴有氧化铝内套2，氧化铝内套2为圆筒结构。在氧化铝内套2的中心通孔的内壁上紧密贴有石墨纸套13，石墨纸套13也是开有中心通孔的圆筒状结构。
氧化铝内套2的壁厚为1～1.5mm，其外径与模具内芯4的内径相同。石墨纸套13的壁厚为0.5mm，其外径与氧化铝内套2的内径相同。氧化铝内套2、石墨纸套13和模具内芯4三者具有相同的中心轴。氧化铝内套2的轴向高度大于石墨纸套13的轴向高度。
石墨纸套13的上端开口处叠压上石墨薄片15，上石墨薄片15密封连接于石墨纸套13的上端开口，上石墨薄片15的直径等于石墨纸套13的内径，侧面紧贴石墨纸套13内壁，上石墨薄片15的上表面与石墨纸套13的上表面平齐；同理，石墨纸套13的下端开口处叠压下石墨薄片16，下石墨薄片16密封连接石墨纸套13的下端开口，下石墨薄片16的直径等于石墨纸套13的内径，侧面紧贴石墨纸套13内壁，下石墨薄片16的下表面与石墨纸套13的下表面平齐。上石墨薄片15和下石墨薄片16的结构完全相同，共同在轴向包裹粉末原料。
上石墨薄片15的上表面在轴向上叠压有上氧化铝薄片7，下石墨薄片16的下表面在轴向上叠压有下氧化铝薄片3。上氧化铝薄片7和下氧化铝薄片3的结构完全相同，并且直径等于氧化铝内套2的内径，即上氧化铝薄片7和下氧化铝薄片3分别密封连接于氧化铝内套2的上、下端开口，上氧化铝薄片7和上石墨薄片15上下紧贴在一起，下石墨薄片16和下氧化铝薄片3上下紧贴在一起。上氧化铝薄片7的上表面与氧化铝内套2 的上表面平齐，下氧化铝薄片3的下表面与氧化铝内套2 的下表面平齐，外壁紧贴于氧化铝内套2的内壁，分别轴向叠加在上石墨薄片15、下石墨薄片16外部。
上氧化铝薄片7、上石墨薄片15、下氧化铝薄片3、下石墨薄片16均为实心片状结
构，上石墨薄片15和下石墨薄片16的轴向厚度均为0.5mm，上氧化铝薄片7和下氧化铝
薄片3的轴向厚度均为1mm。
在上石墨薄片15、下石墨薄片16和石墨纸套13围成的圆柱形的空腔中是粉末原料，粉末原料盛满整个圆柱形空腔，粉末原料的结构与圆柱体空腔的结构相同，圆柱体空腔的直径与石墨纸13的内径相同，粉末原料的轴向总高度等于上石墨薄片15和下石墨薄片16之间的轴向距离。这样，石墨纸套13与上石墨薄片15、下氧化铝薄片3共同将粉末原料包裹，使粉末原料被包裹成为实心圆柱体形状。上氧化铝薄片7、下氧化铝薄片3各自轴向叠加在上石墨薄片15、下石墨薄片16的轴向外侧。
粉末原料为400目钛粉与氮化硼纳米片的混合粉末，其中，氮化硼纳米片所占的体积为混合粉末总体积的0.5～2%。粉末原料侧面紧贴石墨纸套13的内壁。
圆柱体形状的粉末原料在轴向上分为三段，分别是上段粉末原料11、中间段粉末原料6和下段粉末原料12，其中，在轴向上，被上模具外套9容纳在内的属于上段粉末原料11，被下模具外套5容纳在内的属于下段粉末原料12，被上模具外套9和下模具外套5之间的轴向间隙容纳在内的属于中间段粉末原料6。这样，中间段粉末原料6的上、下端面对应地与上模具外套9的下端面、下模具外套5的上端面相平齐，上段粉末原料11的下端面与上模具外套9的下端面相平齐，下段粉末原料12的上端面与下模具外套5的上端面相平齐。
在氧化铝内套2轴向的上、下方各有一个石墨环，分别是上石墨环17和下石墨环18，上石墨环17和下石墨环18的外壁贴于模具内芯4的内壁上，内径等于氧化铝内套2的内径，外径等于模具内芯4的内径。两个石墨环的结构相同，并且与氧化铝内套2在轴向上紧密贴合在一起。上石墨环17、下石墨环18、氧化铝内套2三者的轴向高度之和等于模具内芯4的轴向高度。
在上氧化铝薄片7的上表面的轴向上叠压上压头8，下氧化铝薄片3的下表面的轴向叠压下压头1。上压头8和下压头1均为石墨材质的实心圆柱体结构，直径与上石墨环17和下石墨环18的内径相同，高度均为25mm，上压头8、下压头1的侧壁紧贴上石墨环17、下石墨环18。上压头8 向上伸出模具内芯4之外，下压头1向下伸出模具内芯4之外。上压头8、下压头1分别从模具内芯4的上下端口压入，分别紧贴上氧化铝薄片7、下氧化铝薄片3，将粉末原料压实。
上压头8和下压头1之间接触连接放电等离子烧结系统14，放电等离子烧结系统14对上压头8和下压头1施加直流脉冲电流和压力，并按照设定的程序控制烧结温度。
在上模具外套9和下模具外套5之间的轴向间隙处，位于模具内芯4的侧壁中部处开有一个测温孔10，测温孔10为一盲孔，与模具内芯4的中心通孔不相通，测温孔10的孔径为2mm。测温孔10中放置温度采集装置，方便烧结过程中的温度监测。
本发明装配时，先将下石墨环18、氧化铝内套2、上石墨环17依次沿模具内芯4内壁放入，并调整至下石墨环18下端面与模具内芯4下端面平齐，上石墨环17上端面与模具内芯4上端面平齐。将下压头1沿模具内芯4内壁放入模具内芯4中，并暂时调整至下压头1下端面与模具内芯4下端面平齐。从模具内芯4顶部塞入一片下氧化铝薄片3，并保证下氧化铝薄片3下端面与下压头1上端面紧贴。再紧贴氧化铝内套2内壁铺一层石墨纸套13，然后从模具内芯4顶部塞入一片下石墨薄片16，其下端面与下氧化铝薄片3的上端面紧贴。装填粉末原料，并调整至充分压实。从模具内芯4顶部塞入一片上石墨薄片15，其下端面与粉末原料上端面紧贴。依次从模具内芯4顶部塞入一片上氧化铝薄片7和上压头8。调整上压头8和下压头1，直至上压头8上端面至上模具外套9上端面的距离，等于下压头1下端面至下模具外套5下端面的距离。
本发明工作时，将石墨模具放入放电等离子烧结系统14中，选择合适的烧结参数进行烧结，通过测温孔10监测温度变化。由于氧化铝内套2和上、下氧化铝薄片7、3将粉末原料完全包裹，所以当电流从上压头8流入时，电流不经过粉末原料，只从上、下石墨环17、18、模具内芯4及上、下模具外套9、5通过，最后从下压头1流出。上、下模具外套9、5所处的外壁是较厚的区域，电流密度低，热量小，此处的粉末原料烧结后孔隙率高，也就是与上下模具外套9对应的上段粉末原料11、与下模具外套5对应的下段粉末原料12烧结后孔隙率高。相反，未被上、下模具外套9、5包裹的粉末原料区域，即上、下模具外套9、5两者之间的间隙区域，外壁厚度低，电流密度大，热量大，导致此处的粉末原料烧结后孔隙率低，也就是中间段粉末原料6烧结后孔隙率低。因此，通过调整上、下模具外套9、5的厚度及位置，即可满足不同的梯度多孔复合材料烧结需求。烧结完成后，待模具冷却到室温，依次取出上压头8、上氧化铝薄片7和烧结后的粉末原料即可。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，具有一个模具内芯（4），其特征是：模具内芯（4）是具有中心通孔的石墨圆筒结构，石墨圆筒结构的上模具外套（9）和下模具外套（5）同轴心地固定套在模具内芯（4）外部，上模具外套（9）位于下模具外套（5）的正上方且两者之间留有轴向间隙，模具内芯（4）的中心通孔的内壁上紧密贴有圆筒结构的氧化铝内套（2），氧化铝内套（2）的中心通孔的内壁上紧密贴有圆筒结构的石墨纸套（13），石墨纸套（13）的上端开口处密封连接上石墨薄片（15）、下端开口处密封连接下石墨薄片（16），上石墨薄片（15）的上表面在轴向上叠压有上氧化铝薄片（7），下石墨薄片（16）的下表面在轴向上叠压有下氧化铝薄片（3），上氧化铝薄片（7）和下氧化铝薄片（3）的直径等于氧化铝内套（2）的内径，在上石墨薄片（15）、下石墨薄片（16）和石墨纸套（13）围成的圆柱形空腔中盛满粉末原料，氧化铝内套（2）轴向的上、下方各紧密贴合有一个石墨环，分别是上石墨环（17）和下石墨环（18），上石墨环（17）和下石墨环（18）的外壁贴于模具内芯（4）的内壁上，内径等于氧化铝内套（2）的内径，上氧化铝薄片（7）的上表面的轴向上叠压石墨材质的上压头（8），下氧化铝薄片（3）的下表面的轴向叠压石墨材质的下压头（1），上压头（8）和下压头（1）的直径与上石墨环（17）和下石墨环（18）的内径相同，上压头（8）和下压头（1）连接放电等离子烧结系统（14），放电等离子烧结系统（14）对上压头（8）和下压头（1）施加直流脉冲电流和压力。
2.根据权利要求1所述的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，其特征是：所述的粉末原料为400目钛粉与氮化硼纳米片的混合粉末，氮化硼纳米片所占的体积为混合粉末总体积的0.5～2%。
3.根据权利要求1所述的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，其特征是：上氧化铝薄片（7）、上石墨薄片（15）、下氧化铝薄片（3）、下石墨薄片（16）均为实心片状结构，上石墨薄片（15）和下石墨薄片（16）的轴向厚度均为0.5mm，上氧化铝薄片（7）和下氧化铝薄片（3）的轴向厚度均为1mm。
4.根据权利要求1所述的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，其特征是：上模具外套（9）和下模具外套（5）之间的轴向间隙处，位于模具内芯（4）的侧壁中部处开有一个测温孔（10），测温孔（10）与模具内芯（4）的中心通孔不相通，测温孔10中放置温度采集装置。
5.根据权利要求1所述的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，其特征是：模具内芯（4）的高径比为2～3，上模具外套（9）的上端面与模具内芯（4）的上端面平齐，下模具外套（5）的下端面与模具内芯（4）的下端面平齐，上模具外套（9）和下模具外套（5）的的高径比均为0.3～0.5；上模具外套（9）和下模具外套（5）之间的轴向间距为1～20mm。
6.根据权利要求1所述的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，其特征是：氧化铝内套（2）的壁厚为1～1.5mm，石墨纸套（13）的壁厚为0.5mm，氧化铝内套（2）的轴向高度大于石墨纸套（13）的轴向高度。
7.根据权利要求1所述的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，其特征是：上石墨环（17）、下石墨环（18）和氧化铝内套（2）的轴向高度之和等于模具内芯（4）的轴向高度。
8.根据权利要求1所述的用于制备梯度多孔复合材料的组合式放电等离子烧结模具，其特征是：上石墨薄片（15）的上表面与石墨纸套（13）的上表面平齐，下石墨薄片（16）的下表面与石墨纸套（13）的下表面平齐；上氧化铝薄片（7）的上表面与氧化铝内套（2 ）的上表面平齐，下氧化铝薄片（3）的下表面与氧化铝内套（2） 的下表面平齐。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111438361A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | 一种芯杆随动的放电烧结模具 |
| CN112316567A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-05 | 江苏大学 | 一种纳米纤维过滤薄膜及其制备方法和装置 |
| CN112458384A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 浙江炜烨晶体纤维有限公司 | 一种采用多晶莫来石纤维保温的放电等离子烧结模具 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06287076A (ja) * | 1993-03-31 | 1994-10-11 | Sumitomo Coal Mining Co Ltd | 傾斜機能材の製造方法 |
| CN202224653U (zh) * | 2011-10-09 | 2012-05-23 | 北京理工大学 | 一种用于梯度材料烧结的石墨模具 |
| CN102528033A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种功能梯度温差电材料制备方法 |
| CN203459046U (zh) * | 2013-07-26 | 2014-03-05 | 河南理工大学 | 一种提高超硬材料合成块腔体温度均匀性的石墨加热体 |
| CN107716926A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-23 | 西北工业大学 | 一种用于放电等离子烧结的校温模具 |
| CN109590476A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-09 | 合肥工业大学 | 一步法制备高致密度WRe/TZM梯度复合材料的方法 |
| CN110076345A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-02 | 合肥工业大学 | 一种高致密度WRe/TZM梯度异形复合材料的一步SPS制备方法 |
-
2019
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06287076A (ja) * | 1993-03-31 | 1994-10-11 | Sumitomo Coal Mining Co Ltd | 傾斜機能材の製造方法 |
| CN102528033A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种功能梯度温差电材料制备方法 |
| CN202224653U (zh) * | 2011-10-09 | 2012-05-23 | 北京理工大学 | 一种用于梯度材料烧结的石墨模具 |
| CN203459046U (zh) * | 2013-07-26 | 2014-03-05 | 河南理工大学 | 一种提高超硬材料合成块腔体温度均匀性的石墨加热体 |
| CN107716926A (zh) * | 2017-09-27 | 2018-02-23 | 西北工业大学 | 一种用于放电等离子烧结的校温模具 |
| CN109590476A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-09 | 合肥工业大学 | 一步法制备高致密度WRe/TZM梯度复合材料的方法 |
| CN110076345A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-08-02 | 合肥工业大学 | 一种高致密度WRe/TZM梯度异形复合材料的一步SPS制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111438361A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 燕山大学 | 一种芯杆随动的放电烧结模具 |
| CN112316567A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-05 | 江苏大学 | 一种纳米纤维过滤薄膜及其制备方法和装置 |
| CN112458384A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 浙江炜烨晶体纤维有限公司 | 一种采用多晶莫来石纤维保温的放电等离子烧结模具 |
| CN112458384B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-08-02 | 浙江炜烨晶体纤维有限公司 | 一种采用多晶莫来石纤维保温的放电等离子烧结模具 |
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