常壓燒結(jié)技術(shù)在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用論文
摘要：常壓燒結(jié)工藝是在燒結(jié)過(guò)程中對(duì)材料不進(jìn)行加壓而使其在高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)制備致密的燒結(jié)塊材，常壓燒結(jié)工藝是目前應(yīng)用最普遍的一種燒結(jié)方法。常壓燒結(jié)工藝可選擇的材料種類(lèi)比較廣泛，適用面比較廣泛，所以常壓燒結(jié)工藝廣泛應(yīng)用在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域。本文主要講述常壓燒結(jié)工藝的原理和工程應(yīng)用，并講述常壓燒結(jié)工藝在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用，并對(duì)常壓燒結(jié)工藝的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中增加采用常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)課程。
關(guān)鍵詞：常壓燒結(jié)技術(shù) 材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 研究 應(yīng)用
一、前言
在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的本科教學(xué)工作中，學(xué)生在高年級(jí)就開(kāi)始學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)課程。其中在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中，在講述材料的制備工藝方法中講述過(guò)常壓燒結(jié)工藝制備和合成復(fù)合材料。常壓燒結(jié)工藝是制備金屬陶瓷復(fù)合材料以及其他類(lèi)型復(fù)合材料的主要方法。常壓燒結(jié)工藝首先將原料粉末通過(guò)壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體，并放入到高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)得到致密的燒結(jié)試樣，所以通過(guò)常壓燒結(jié)工藝得到較高致密度的燒結(jié)制品。所以常壓燒結(jié)工藝制造的燒結(jié)制品的致密度較高，力學(xué)性能較高。常壓燒結(jié)工藝可以制備復(fù)合材料和梯度功能材料等。常壓燒結(jié)工藝燒結(jié)速度慢，燒結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，但是燒結(jié)溫度較高，可以制備比較致密的燒結(jié)塊材。采用常壓燒結(jié)工藝可以制備復(fù)合材料等。常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料由于具有可以達(dá)到凈近尺寸成形的優(yōu)勢(shì)，常壓燒結(jié)工藝可以根據(jù)工程需要制造形狀復(fù)雜的燒結(jié)制品和零部件，所以常壓燒結(jié)工藝能夠廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域中。在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的本科課程教學(xué)中，在材料加工工程和材料制備方法中都講述過(guò)常壓燒結(jié)技術(shù)。此外還可以將常壓燒結(jié)技術(shù)制備復(fù)合材料作為一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解常壓燒結(jié)技術(shù)制備復(fù)合材料的工藝過(guò)程。所以常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐中得到廣泛的應(yīng)用。本文主要講述常壓燒結(jié)工藝的原理和工程應(yīng)用，并講述常壓燒結(jié)工藝在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用，并對(duì)常壓燒結(jié)工藝的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。
二、常壓燒結(jié)技術(shù)的原理和工程應(yīng)用
常壓燒結(jié)工藝首先是將原料粉末通過(guò)壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體，并放入到高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)得到致密的燒結(jié)試樣。常壓燒結(jié)工藝是在燒結(jié)過(guò)程中對(duì)材料不進(jìn)行加壓而使其在高溫?zé)Y(jié)爐中以一定的氣氛壓力下燒結(jié)制備致密的燒結(jié)制品，常壓燒結(jié)工藝是目前應(yīng)用最普遍的一種燒結(jié)方法。常壓燒結(jié)工藝包括了在空氣條件下的常壓燒結(jié)工藝和某種特殊氣體氣氛條件下的常壓燒結(jié)工藝。普通陶瓷材料一般是在氧化氣氛下燒結(jié)，大氣條件下的常壓燒結(jié)在陶瓷生產(chǎn)中經(jīng)常采用。對(duì)于在空氣中難于燒結(jié)的陶瓷制品如透光體或非氧化物常用氣氛燒結(jié)法。這種方法是在爐內(nèi)通入氣體形成所要求的氣氛，使制品在特定的氣氛下燒結(jié)。用這種方法可防止陶瓷材料在高溫下氧化可直到促進(jìn)燒結(jié)提高制品的致密度。常壓燒結(jié)工藝屬于在大氣壓條件下坯體自由燒結(jié)的過(guò)程。在無(wú)外加動(dòng)力下材料開(kāi)始燒結(jié)，常壓燒結(jié)溫度通常比較高。其中常壓燒結(jié)工藝普遍采用的是高溫?zé)Y(jié)工藝，常壓燒結(jié)工藝只需要高溫?zé)Y(jié)爐，所以制備工藝比較簡(jiǎn)單。常壓燒結(jié)工藝燒結(jié)溫度較高，可以制備比較致密的燒結(jié)制品。采用常壓燒結(jié)工藝的工藝過(guò)程是，首先將粉末原料通過(guò)壓力成型工藝制成所需要形狀的預(yù)制體，此預(yù)制體具有一定的致密度，并將預(yù)制體放入到高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)工藝，在一定的燒結(jié)溫度下保溫一段時(shí)間得到致密度較高的燒結(jié)制品。常壓燒結(jié)工藝可選擇的材料種類(lèi)比較多，適用面也比較廣泛。采用常壓燒結(jié)工藝可以制備各種復(fù)雜形狀的燒結(jié)制品和零部件，所以常壓燒結(jié)工藝在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域有著廣泛的研究和應(yīng)用。
三、常壓燒結(jié)技術(shù)在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用
常壓燒結(jié)工藝是首先是將原料粉末通過(guò)壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體，并放入到高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)得到致密的燒結(jié)試樣。常壓燒結(jié)工藝是在燒結(jié)過(guò)程中對(duì)材料不進(jìn)行加壓而使其在高溫?zé)Y(jié)爐中以一定氣氛壓力下燒結(jié)制備致密的燒結(jié)試樣，常壓燒結(jié)工藝是目前應(yīng)用最普遍的燒結(jié)方法。常壓燒結(jié)技術(shù)具有燒結(jié)溫度較高，燒結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，燒結(jié)效率高，可以實(shí)現(xiàn)燒結(jié)成型工藝，所以常壓燒結(jié)技術(shù)主要用于制備金屬陶瓷復(fù)合材料以及其他復(fù)合材料等。在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)課程中，其中材料加工工程和材料制備與合成方法講述過(guò)常壓燒結(jié)工藝。常壓燒結(jié)工藝同粉末冶金技術(shù)一樣都是材料的制備工藝技術(shù)。常壓燒結(jié)工藝同樣也是熱加工工藝，常壓燒結(jié)工藝是首先是將原料粉末通過(guò)壓力成型工藝制備出具有一定形狀的試樣坯體，并放入到高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)得到致密的燒結(jié)試樣。常壓燒結(jié)試樣坯體在高溫?zé)Y(jié)作用下形成致密的燒結(jié)體。在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程的課堂教學(xué)中，有些專(zhuān)業(yè)課程中對(duì)常壓燒結(jié)工藝只是作為了解，對(duì)于常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的具體內(nèi)容和制備工藝步驟的研究和應(yīng)用了解很少。所以就需要在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)課程中增加一些關(guān)于常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)課程。通過(guò)常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的原理，制備工藝過(guò)程以及對(duì)經(jīng)過(guò)常壓燒結(jié)工藝后得到復(fù)合材料制品的物相組成，顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行研究，使學(xué)生通過(guò)對(duì)材料的制備與研究過(guò)程可以加深學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和了解。對(duì)于本科學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐課程，可以在本科學(xué)生的本科專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中安排常壓燒結(jié)工藝制備金屬陶瓷復(fù)合材料的教學(xué)內(nèi)容。例如采用常壓燒結(jié)工藝可以制備金屬陶瓷復(fù)合材料，先將金屬陶瓷混合粉末通過(guò)壓力成型工藝制成具有一定形狀的預(yù)制體或坯體，并將成型的預(yù)制體放入到高溫?zé)Y(jié)爐中并通過(guò)高溫?zé)Y(jié)工藝并保溫一定時(shí)間的常壓燒結(jié)工藝制備金屬陶瓷復(fù)合材料。通過(guò)常壓燒結(jié)工藝制備致密的復(fù)合材料燒結(jié)塊材。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程使學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解到常壓燒結(jié)工藝制備金屬陶瓷復(fù)合材料的制備工藝過(guò)程，提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)和了解。使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程認(rèn)識(shí)和了解常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的制備工藝原理，使用方法和制備過(guò)程，以及對(duì)常壓燒結(jié)制備工藝得到的燒結(jié)制品的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和測(cè)試。常壓燒結(jié)工藝可以制備復(fù)合材料和功能材料等。常壓燒結(jié)工藝可以制備具有復(fù)雜形狀的燒結(jié)制品或零部件，所以常壓燒結(jié)工藝在工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
常壓燒結(jié)工藝由于具有很多的優(yōu)勢(shì)所以被廣泛的應(yīng)用在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域中。常壓燒結(jié)工藝已經(jīng)成為材料合成和制備的主要制備工藝。常壓燒結(jié)工藝可選擇的材料種類(lèi)比較廣泛，適用面也比較廣泛。常壓燒結(jié)工藝可以制備復(fù)合材料等。常壓燒結(jié)工藝可以得到比較致密的燒結(jié)制品。常壓燒結(jié)技術(shù)操作過(guò)程比較復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高，特別是需要高溫?zé)Y(jié)爐，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，因此可以作為本科學(xué)生的課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，可作為材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程的輔助教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可以作為本科專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐教學(xué)來(lái)加深對(duì)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)課程的認(rèn)識(shí)和掌握。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到金屬基復(fù)合材料的制備過(guò)程以及金屬陶瓷復(fù)合材料的制備過(guò)程等，并使得學(xué)生對(duì)常壓燒結(jié)工藝得到的燒結(jié)制品進(jìn)行分析和測(cè)試，使學(xué)生對(duì)材料的分析和檢測(cè)水平有較大的'提高。對(duì)于拓展學(xué)生的知識(shí)面有很大的幫助，為本科學(xué)生以后的本科專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
四、常壓燒結(jié)技術(shù)在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向
采用常壓燒結(jié)工藝的工藝過(guò)程是將粉末原料通過(guò)壓力成型工藝制成所需要形狀的預(yù)制體，并將預(yù)制體放入到高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)工藝得到致密的燒結(jié)制品。常壓燒結(jié)工藝制備金屬/陶瓷復(fù)合材料的制備工藝是，首先將金屬粉末與陶瓷粉末相混合并通過(guò)壓力成型工藝制備出所需要的形狀，并通過(guò)高溫?zé)Y(jié)工藝制備出致密的金屬/陶瓷復(fù)合材料燒結(jié)制品。常壓燒結(jié)工藝可以制備具有復(fù)雜形狀的金屬陶瓷復(fù)合材料燒結(jié)制品。利用常壓燒結(jié)工藝可以制備工程領(lǐng)域所需要的各種形狀的零部件和燒結(jié)制品，只要成型過(guò)程中把模具做成所需要的形狀就可以通過(guò)常壓燒結(jié)工藝得到所需要形狀的燒結(jié)制品。常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料具有制備工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成型速度快生產(chǎn)率較高，并可以在工程領(lǐng)域中進(jìn)行推廣應(yīng)用。本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中增加采用常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)課程。
五、結(jié)論
常壓燒結(jié)工藝是在燒結(jié)過(guò)程中對(duì)材料不進(jìn)行加壓而使其在高溫?zé)Y(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)制備致密的燒結(jié)塊材，常壓燒結(jié)工藝是目前應(yīng)用最普遍的一種燒結(jié)方法。常壓燒結(jié)工藝可選擇的材料種類(lèi)比較廣泛，適用面也比較廣泛，所以常壓燒結(jié)工藝廣泛應(yīng)用在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域。本文主要講述常壓燒結(jié)工藝的原理和工程應(yīng)用，并講述常壓燒結(jié)工藝在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用，并對(duì)常壓燒結(jié)工藝的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展方向進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。所以本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中增加采用常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)課程。
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