常壓燒結(jié)技術(shù)在材料科學(xué)與工程專業(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)過程中對材料不進(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)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用，并對常壓燒結(jié)工藝的未來發(fā)展趨勢和發(fā)展方向進(jìn)行分析和預(yù)測。本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(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)與工程專業(yè)的本科教學(xué)工作中，學(xué)生在高年級就開始學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。其中在材料科學(xué)與工程專業(yè)課程教學(xué)中，在講述材料的制備工藝方法中講述過常壓燒結(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，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，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)識和了解常壓燒結(jié)技術(shù)制備復(fù)合材料的工藝過程。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)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用，并對常壓燒結(jié)工藝的未來發(fā)展趨勢和發(fā)展方向進(jìn)行分析和預(yù)測。
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)過程中對材料不進(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)的過程。在無外加動(dòng)力下材料開始燒結(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)工藝的工藝過程是，首先將粉末原料通過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)過程中對材料不進(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，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)與工程專業(yè)課程的課堂教學(xué)中，有些專業(yè)課程中對常壓燒結(jié)工藝只是作為了解，對于常壓燒結(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，制備工藝過程以及對經(jīng)過常壓燒結(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)生通過對材料的制備與研究過程可以加深學(xué)生對材料科學(xué)與工程專業(yè)課程學(xué)習(xí)的認(rèn)識和了解。對于本科學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐課程，可以在本科學(xué)生的本科專業(yè)課程設(shè)計(jì)和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中安排常壓燒結(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。通過常壓燒結(jié)工藝制備致密的復(fù)合材料燒結(jié)塊材。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程使學(xué)生認(rèn)識和了解到常壓燒結(jié)工藝制備金屬陶瓷復(fù)合材料的制備工藝過程，提高學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的認(rèn)識和了解。使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程認(rèn)識和了解常壓燒結(jié)工藝制備復(fù)合材料的制備工藝原理，使用方法和制備過程，以及對常壓燒結(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)操作過程比較復(fù)雜，對設(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)與工程專業(yè)課程的輔助教學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可以作為本科專業(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)生通過實(shí)踐教學(xué)來加深對材料科學(xué)與工程專業(yè)課程的認(rèn)識和掌握。使學(xué)生認(rèn)識到金屬基復(fù)合材料的制備過程以及金屬陶瓷復(fù)合材料的制備過程等，并使得學(xué)生對常壓燒結(jié)工藝得到的燒結(jié)制品進(jìn)行分析和測試，使學(xué)生對材料的分析和檢測水平有較大的'提高。對于拓展學(xué)生的知識面有很大的幫助，為本科學(xué)生以后的本科專業(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)展趨勢和發(fā)展方向
采用常壓燒結(jié)工藝的工藝過程是將粉末原料通過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壓力成型工藝制備出所需要的形狀，并通過高溫?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，只要成型過程中把模具做成所需要的形狀就可以通過常壓燒結(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)過程中對材料不進(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)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究和應(yīng)用，并對常壓燒結(jié)工藝的未來發(fā)展趨勢和發(fā)展方向進(jìn)行分析和預(yù)測。所以本文作者認(rèn)為應(yīng)該在材料科學(xué)與工程專業(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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