噴射共沉積法

噴射共沉積法是指在噴射沉積過程中,把具有一定動量的顆粒增強相噴到霧化液流中,熔融金屬和顆粒增強相共同沉積到較冷基底上,從而製備顆粒增強金屬基複合材料的一種方法。共噴沉積法仍然是噴射沉積的創始人英國Swan-sea 大學的Singer 教授最早開始進行研究的。在噴射共沉積過程中,增強相的加人方式有三種:一種為顆粒直接從霧化氣體管道中加人;一種則是顆粒增強相直接加人到金屬熔體中; 另一種則是顆粒流直接噴人金屬熔體的霧化錐中。目前使用最多的方法為最後一種。沉積坯顆粒增強相的含量主要取決於輸送顆粒流的速率和密度。

噴射共沉積製備顆粒增強金屬基複合材料具有如下特點。
  1. 噴射沉積製備的顆粒增強金屬基複合材料具有顆粒增強相分布均勻、顆粒相與基體結合良好、無有害界面反應、氧含量及夾雜物污染度低的特性。
  2. 噴射共沉積,除惰性氣體能吸收大量的熱量、提高熔體凝固速率、抑制基體合金偏析和組織粗化外,增強相顆粒的加人使得基體的晶粒尺寸明顯減小。
  3. 通過控制增強相的引人量,可以獲取增強相體積分數沿沉積物增長方向連續變化的功能梯度材料。
  4. 噴射共沉積能製備難成形材料(如金屬間化合物及各種基體增強相材料) 的接近最終形狀的零部件。
  5. 成本較低,採用共噴沉積法製取複合材料成本在30 美元/kg左右,僅為粉末冶金工藝的30%~40%,隨著技術發展和市場擴大,價格還會大幅度下降。

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