还原法:用氢气、一氧化碳等还原剂将金属氧化物还原成粉末,纯度高、活性大,烧结活性高,能低温致密化,但生产需高温和特定气氛,设备投资大、成本高。在制备一些对纯度要求极高的金属粉末,如用于电子材料的金属粉末时,还原法较为常用。电解法:电解金属盐溶液或熔融盐,使金属离子在阴极析出成粉末,纯度极高、粒度细且均匀,适用于对纯度和粒度要求高的领域,如电子材料,但生产效率低、能耗大、成本高。在半导体制造等对金属粉末纯度和粒度要求极为严格的领域,会采用电解法制备金属粉末。制备含磁性流体的金属粉末,使烧结板具备可调控的磁性与流动性。汕头大面积金属粉末烧结板

机械粉碎法:靠机械力将块状金属或合金碎成粉末,设备简单、成本低、产量大,但粉末形状不规则、粒度分布宽,易引入杂质。例如在一些对粉末纯度和粒度要求不高的场合,如普通建筑材料中使用的金属粉末,可能会采用机械粉碎法制备。雾化法:把熔融金属液用高压气体(氮气、氩气)或高速水流喷成小液滴,冷却凝固成粉末。气体雾化法粉末球形度高、流动性好,适合制造高性能零件;水雾化法成本低、效率高,粉末形状不规则,常用于普通钢铁粉末及性能要求不高的制品。在航空航天领域制造高性能金属粉末烧结板时,常采用气体雾化法制备高质量的金属粉末。汕头大面积金属粉末烧结板研制含超导材料的金属粉末,为超导应用领域提供高性能烧结板。

烧结过程一般可分为三个阶段:初期阶段,颗粒之间由点接触逐渐转变为面接触,形成烧结颈,坯体的强度和导电性开始增加,但密度变化较小;中期阶段,烧结颈快速长大,颗粒之间的距离进一步减小,孔隙率明显降低,坯体的密度和强度显著提高;后期阶段,大部分孔隙被消除,坯体接近理论密度,晶粒继续长大,组织趋于稳定,但如果烧结时间过长,可能会导致晶粒过度长大,影响烧结板的性能。烧结温度是影响烧结质量的重要因素之一。温度过低,粉末颗粒的原子活性不足,扩散速率慢,烧结颈难以形成和长大,导致烧结不完全,坯体的密度和强度达不到要求。随着烧结温度的升高,原子扩散速率加快,烧结过程加速,能够获得更高密度和强度的烧结板。
金属粉末烧结板的制造起始于金属粉末的选用,这些粉末涵盖铁、铜、铝、钛、镍、钨等多种金属以及金属与非金属的混合物。制造流程包括将金属粉末混合均匀,接着填充到特定模具中,通过高压从垂直方向压缩,使粉末初步成型。随后,在烧结炉内,于低于金属熔点的温度区间(通常为 800 - 1300℃)进行烧结,炉内充满保护气体以防止成型产品氧化。在这一过程中,粉末颗粒间形成烧结颈并逐渐融合,提升材料的致密度与整体性能。部分情况下,还会对烧结后的产品再次施压以提高尺寸精度,必要时进行加工和热处理等后处理工序。基于如此精细复杂的制造工艺,金属粉末烧结板具备了一系列突出优势。制备表面接枝有机分子的金属粉末,改善粉末间结合力,优化烧结板成型效果。

常规烧结:在合适温度和气氛(氢气、氮气、真空等)下加热成型坯体,使粉末颗粒结合,提高密度和强度。氢气气氛除杂质,氮气防氧化,真空适用于对氧含量要求高的材料。对于一些对性能要求相对不高的普通金属粉末烧结板,常规烧结方法较为常用。热压烧结:烧结时施压,在设备中进行,模具用石墨等材料。能降低烧结温度、缩短时间,获得更高密度和性能的制品,常用于高性能陶瓷等材料制备,在金属粉末烧结板制造中也用于一些对性能要求极高的特殊板材。放电等离子烧结(SPS):通过脉冲电流产生放电等离子体和焦耳热快速加热烧结。可颗粒表面杂质,表面,升温快(100 - 1000℃/min)、时间短(几分钟到几十分钟)、能抑制晶粒长大,用于制备纳米材料等,对于采用纳米金属粉末制造的烧结板,SPS 技术具有独特优势。开发含智能响应材料的金属粉末,使烧结板能对外界刺激做出智能反应。汕头大面积金属粉末烧结板
制备含相变材料的金属粉末,使烧结板具备温度调节的储能功能。汕头大面积金属粉末烧结板
随着工业4.0和智能制造技术的发展,金属粉末烧结板的生产过程逐渐向自动化和智能化方向迈进。自动化生产系统能够实现从粉末配料、混合、成型到烧结的全流程自动化操作,减少人为因素对产品质量的影响,提高生产效率和产品一致性。例如,在大规模生产金属粉末烧结滤芯时,采用自动化生产线,通过计算机控制系统精确控制各工序的参数,如粉末输送量、成型压力、烧结温度等。自动化生产线的应用使得生产效率提高了5-8倍,产品废品率降低至5%以下。智能化生产技术则借助传感器、大数据分析和人工智能算法等手段,对生产过程进行实时监测和优化控制。在烧结过程中,通过温度传感器、压力传感器等实时采集烧结炉内的温度、压力等数据,并将数据传输至智能控制系统。智能控制系统利用大数据分析和人工智能算法对数据进行处理和分析,预测烧结过程中可能出现的问题,如烧结不均匀、产品变形等,并及时调整烧结工艺参数,实现烧结过程的智能化控制。例如,在生产复杂形状的金属粉末烧结板时,智能控制系统能够根据产品的形状和尺寸,自动优化烧结工艺参数,确保烧结板的质量和性能符合要求,同时提高生产效率和能源利用率。汕头大面积金属粉末烧结板