【摘要】：采用霧化法制備Ag-Sn-In合金粉末,通過討論工藝參數(shù)(燒結(jié)溫度、燒結(jié)保溫時間、壓坯壓力)對AgSnO_2電觸頭材料性能的影響,確定合理實驗參數(shù):壓坯壓力為200MPa,燒結(jié)溫度為950℃,燒結(jié)保溫時間為10h。對比純氧氛圍下燒結(jié)和傳統(tǒng)燒結(jié)工藝的材料性能和顯微組織,發(fā)現(xiàn)純氧氛圍下更有利于高溫燒結(jié),提高了燒結(jié)效率,改善燒結(jié)坯的燒結(jié)組織,提高了材料性能。
【圖文】：

知，隨著壓坯成型壓力的增大，樣品的收縮率越低。當然，樣品的收縮率參考作用不大，但可作為實驗合理性的驗證。理論上，壓坯成型壓力越大，壓坯收縮越小，曲線符合這個規(guī)律。由圖4b知，壓坯密度隨著壓坯成型壓力的增大而增大，在400MPa時，取得最大值，當超過400MPa樣品致密性出線下降。原因是由于壓坯成型壓力過大致使生坯的表面致密，不利于燒結(jié)時揮發(fā)性物質(zhì)的溢出而出現(xiàn)氣泡，從而出現(xiàn)密度下降現(xiàn)象。由圖4c知，材料的抗彎強度隨著壓坯壓力的增大而明顯增加，這說明較高的成型壓力縮短了材料粒子之間的燒結(jié)距離，，圖1不同放大倍數(shù)的Ag-Sn-In合金粉末原始形貌Fig.1MorphologiesofAg-Snalloypowderswithdifferentamplifications圖2不同燒結(jié)溫度下，燒結(jié)坯線收縮率、密度、抗彎強度的變化曲線Fig.2Curvesoflinearshrinkage(a),actualdensity(b),andbendingstrength(c)ofsinteredsamplesatdifferentsinteredtemperature920930940950960-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.5LinareShrinkga,e%/SinteringTemperature,T/℃a9209309409509607.27.47.67.88.08.2cAutaleDsnti,yg/·mc3-SinteringTemperature,T/℃b9209309409509608090100110120130140BedingnStrenght,rM/PaSinteringTemperature,T/℃c    abc

孔隙率提高，對材料的性能產(chǎn)生不利的影響。圖6是在純氧氛圍下（氧壓≤0.04MPa）燒結(jié)坯斷口的SEM照片。與傳統(tǒng)空氣中燒結(jié)工藝相比，在純氧氛圍下燒結(jié)坯的斷口已經(jīng)出現(xiàn)了明顯韌性斷裂的特征，且粉末的顆粒感不再明顯，孔隙率也有相當?shù)南陆�。這說明純氧氛圍下燒結(jié)比傳統(tǒng)空氣中燒結(jié)性能有一定的提高，這為改善燒結(jié)組織，提高材料性能提供了一定的參考依據(jù)。3燒結(jié)機理研究傳統(tǒng)燒結(jié)和純氧氛圍下燒結(jié)所得的燒結(jié)坯性能上的差異可以根據(jù)Ag-Sn-In合金粉末壓坯氧化燒結(jié)的過程解釋。氧化燒結(jié)一體化工藝包括氧化和燒結(jié)兩個連圖5傳統(tǒng)燒結(jié)工藝燒結(jié)坯形貌Fig.5Morphologyofsinteredsamplesbytraditionalsinteringprocess圖6純氧氛圍工藝燒結(jié)坯形貌Fig.6Morphologyofsinteredsamplesbypureoxygenatmospheresinteringprocess續(xù)的階段。在低溫氧化階段，主要是Sn原子的氧化（添加劑也參與氧化）。氧化的過程實現(xiàn)主要是依靠原子擴散，包括O原子的向內(nèi)擴散和Sn原子的向外擴散。傳統(tǒng)氧化時，由于O原子的向內(nèi)擴散不足以滿足Sn原子氧化的需求，Sn原子的外擴散就會加強，這樣就容易在粉末表面形成氧化物薄膜，由于SnO2薄膜的致密性，又進一步阻礙了其氧化的進行；而純氧氛圍下的氧化由于有充足的氧來提供Sn原子結(jié)合，同時一定的氧分壓有力促進O原子的向內(nèi)擴散，減少表層SnO2的形成。一般粉末在等溫燒結(jié)過程中，分為3個連續(xù)的階段：（1）燒結(jié)頸的形成；（2）燒結(jié)頸的長大；（3）閉空隙球化和縮小階段[4]。Ag-Sn-In合金粉末在燒結(jié)階段，主要是Ag-Ag之間相互融合。當采用傳統(tǒng)空氣中燒結(jié)工藝時在燒結(jié)初期，樣品中的基體原子Ag本應(yīng)通過形核、結(jié)晶長大等過程形成燒結(jié)頸，由于粉末表面致密的SnO2膜的存在，而阻礙了粒子的燒結(jié)頸的形成
【作者單位】： 桂林電子科技大學(xué);桂林電器科學(xué)研究院有限公司;
【基金】：廣西科技攻關(guān)項目(桂科攻14122007-29)
【分類號】：TF123.23

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本文編號：2525065