物理气相沉积
2019-01-14 14:52:54
科技名词定义
中文名称： 物理气相沉积 英文名称： physical vapor deposition 其他名称： PVD法(PVD) 定义： 用物理方法(如蒸发、溅射等)，使镀膜材料汽化在基体表面，沉积成覆盖层的方法。 所属学科： 机械工程(一级学科) ；表面工程(二级学科) ；气相沉积(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 英文指"phisical vapor deposition" 简称PVD.是镀膜行业常用的术语. PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。 近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是较快的，它已经成为当今较先进的表面处理方式之一。我们通常所说的PVD镀膜 ，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。 物理气相沉积（PVD） 物理气相沉积是通过蒸发，电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。物理气象沉积方法有真空镀，真空溅射和离子镀三种，目前应用较广的是离子镀。 离子镀是借助于惰性气体辉光放电，使镀料（如金属钛）气化蒸发离子化，离子经电场加速，以较高能量轰击工件表面，此时如通入CO2，N2等反应气体，便可在工件表面获得TiC,TiN覆盖层，硬度高达2000HV。离子镀的重要特点是沉积温度只有500℃左右，且覆盖层附着力强，适用于高速钢工具，热锻模等。
过剩相强化
2019-01-02 09:41:33
当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而导致强度、塑性降低。
材料的烧结----固相烧结
2019-01-07 07:51:19
固相烧结：固态烧结的主要传质方式有：蒸发-凝聚、扩散传质等。
1、 蒸发-凝聚传质
蒸发-凝聚传质时在球形颗粒表面有正曲率半径，而在两个颗粒联接处有一个小的负曲率半径的颈部，根据开尔文公式可以得出，物质将从饱和蒸气压高的凸形颗粒表面蒸发，通过气相传递而凝聚到饱和蒸气压低的凹形颈部，从而使颈部逐渐被填充。球形颗粒接触面积颈部生长速率关系式:
蒸发-凝聚传质的特点是烧结时颈部区域扩大，球的形状改变为椭圆，气孔形状改变，但球与球之间的中心距不变，也就是在这种传质过程中坯体不发生收缩，即⊿L/L0 =0。气孔形状的变化对坯体一些宏观性质有可观的影响，但不影响坯体密度。
2、 扩散传质
在大多数固体材料中，由于高温下蒸气压低，则传质更易通过固态内质点扩散过程来进行。在颗粒的不同部位空位浓度不同，颈部表面张应力区空位浓度大于晶粒内部，受压应力的颗粒接触中心空位浓度最低。系统内不同部位空位浓度的差异对扩散时空位的漂移方向是十分重要的。扩散首先从空位浓度最大的部位(颈部表面)向空位浓度最低的部位(颗粒接触点)进行，其次是颈部向颗粒内部扩散。空位扩散即原子或离子的反向扩散。因此，扩散传质时，原子或离子由颗粒接触点向颈部迁移，达到气孔充填的结果。
扩散传质初期动力学公式：
x/r = K r-3/5t1/5
在扩散传质时除颗粒间接触面积增加外，颗粒中心距逼近的速率为 ⊿L/L0 = K1 r-6/5t2/5
烧结进入中期，颗粒开始粘结，颈部扩大，气孔由不规则形状逐渐变成由三个颗粒包围的圆柱形管道，气孔相互联通。科布尔(Coble)提出烧结体此时由众多个十四面体堆积而成的，Coble根据十四面体模型确定了烧结中期坯体气孔率(Pc)随烧结时间(t)变化的关系式:
式中 L为圆柱形空隙的长度，t为烧结时间，tf为烧结完成所需要的时间。
烧结进入后期，晶粒已明显长大，气孔己完全孤立，气孔位于四个晶粒包围的顶点。从十四面体模型来看，气孔已由圆柱形孔道收缩成位于十四面体的24个顶点处的孤立气孔。根据此模型Coble导出了烧结后期坯体气孔率（Pt）为：
稀土图
2017-06-06 17:50:13
稀土图稀土根据稀土元素间物理化学性质，稀土类元素分为轻、重两组。 1)轻稀土(又称铈组)：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕。 2)重稀土(又称钇组)：钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。 铈组与钇组之别，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇比例多的而得名。 稀土
金属
(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素(Rare Earth)。简称稀土(RE或R)。稀土元素在地壳中丰度并不稀少，只是分散而已。因此，虽然稀土的绝对量很大，但就目前为止能真正成为可开采的稀土矿并不多，而且在世界上分布极不均匀，主要集中在中国、美国、印度、前苏联、南非、澳大利亚、加拿大、埃及等几个国家，其中中国的占有率最高。 总之中国的稀土资源储量大，矿种和稀土元素齐全，稀土品位高，矿点分布合理等。更多有关稀土图的内容请查阅上海
有色
网
纳米钛白粉粉体生产方法--气相法与液相法比较
2019-02-15 16:44:47
点评纳米钛制备办法主要有以下标准： ①粒子纯度及表面清洁度高； ②粒子粒径巨细和散布是否可控； ③粒子几许形状均一，晶相稳定性好； ④聚会程度低，即分散性好； ⑤本钱低，便于大规模出产。 气相法反响速度快，能完结接连化出产，并且制作的纳米钛粉体纯度高、分散性好、聚会少、表面活性大，产品特别适用于精密陶瓷材料、催化剂材料和电子材料。但气相法反响在高温下瞬间完结，要求反响物料在极短的时间内到达微观上的均匀混合，对反响器的型式、设备的质料、加热方法、进料方法均有很高的要求。现在气相法在我国还处于小试阶段，欲到达工业化出产，还要处理一系列工程问题和设备采制问题。一旦我国可以运用气相法进行批量出产纳米钛，则将是我国纳米技能的一大前进。 液相法出产纳米钛，其长处是质料来历广泛、本钱较低、设备简略、便于大规模出产。可是液相法易形成物料部分浓度过高，粒子巨细、形状不均，并且因为超细钛粒子细微，比表面积大，表面能极高，枯燥和锻烧进程易引起粒子间的聚会，特别是硬聚会，使产品的分散性变差，影响产品的运用作用和使用规模。液相法可引人均相沉积、微乳和高温水热技能来操控粒径的巨细和粒度的散布；还可引进冷冻枯燥、共沸蒸馏、超临界枯燥和表面处理等技能来削减颗粒之间的聚会。咱们以为只需严格操控工艺条件，就可以制得粒径小、粒度散布窄、分散性好的纳米钛粉体，液相法中以TiOSO4和TiCl4液相中和水解法或加热水解法最有发展潜力，应加大研讨开发的力度和深度。 现在，世界上超细钛的研讨方向如下： ①怎么经过表面处理，减轻纳米超细钛的聚会，进步其分散性，拓展产品使用领域，这是纳米钛燃眉之急； ②怎么对粒子巨细、形状进行有用的操控。 国外超细钛系列产品的商场价格一般为30如果40万元／吨，而普通钛的价格只要1.4如果2.1万元／吨，可见超细钛技能的附加值很高。我国钛矿资源丰富，应抓住机遇，以降低本钱、进步产品分散性和表面改性为要点，开发合适我国的纳米钛。 某品牌纳米钛质量检测数据如下图所示。[next] 下表为国外纳米钛的功能。
含镍医用材料改善生活品质
2019-03-04 11:11:26
医疗技能的不断前进延长了人类的寿数。跟着金属级合金在表里科运用中新用处的开发，新的发展不断获得。据了解，2016年，在美国就进行了5000万屡次外科手术。跟着每年外科手术次数的增加，对微创手术的需求也在增加，由于其具有许多的优点，包含康复时间短、手术对患者的整体影响较小等。
不锈钢仍是医疗器械常用的材料，由于它功用全面、具有生物相容性，并且本钱较低。钛、钴铬合金等其他材料也推进了技能前进。镍钛合金（UNSN01555）是一种镍钛形状回忆合金，也是医用金属材料中的佼佼者，在多种医疗运用中运用日益广泛。
镍钛合金指引着行进的方向
镍钛合金是一种具有超弹性和形状回忆性质的特殊材料。它含有55％的镍和45％的钛，是制造医用植入物的一种极佳材料。镍钛合金具有生物相容性和杰出的性质，因而过往选用不锈钢的许多运用已被镍钛合金替代。
镍钛合金医用丝材的三大运用为血管导丝、确诊导丝和牙弓丝。每年都有数百吨镍用于镍钛合金和不锈钢医用丝材的出产，它们又被用于改动日子的解决方案和抢救生命的景象。Grand View研讨公司2014年发布的一份研讨报告表明，到2020年，全球导丝商场的规划估计将到达21.9亿美元。未来6年内，方针疾病的日益盛行以及晚年人群基数的不断增加将进一步推进导丝需求。
导丝是一种很细的柔性医用丝材，刺进体内对较大器械进行引导，例如导管、中心静脉导管或喂食管。尽管导丝曾经用于冠状动脉手术，但现在跟着其运用量的稳步增加以及扩展到更多的医疗专业范畴，它已成为越来越多的医疗程序的组成部分。
“与不锈钢丝比较，镍钛合金丝的超弹性高出16倍，并且能饱尝8％的应变，而不锈钢丝在初始形状发作变形之前只能饱尝0.5％左右的应变。例如，取一个镍钛合金制成的回形针并将它曲折成90°角，它会弹回原先的形状。”镍钛合金、不锈钢和专用医用丝材直销商韦恩堡金属公司镍钛合金产品司理David Plumely说道，“镍钛合金丝具有优秀的‘推送才干’、杰出的抗纵向曲折性，并且能保持其平直度。这些都是导丝的名贵性质。曩昔10年内，咱们镍钛合金产值的年增加率到达10％，并且将来仍有持续增加的时机，包含医疗和非医疗范畴。”镍钛合金的另一种重要运用是加强导管聚合物管，其间织造镍钛合金作为表里聚合物层之间的加强材料。
能够习惯大应变的支架
镍钛合金具有习惯较大应变的杰出才干，并且与人体有生理和化学相容性，因而成为医疗器械工程规划范畴的一种极佳材料。镍钛合金的要害运用范畴之一是支架。镍钛合金支架能够在一个温度下制造，在另一个温度下折叠成较小的尺度，然后刺进动脉中依托体温将它加热到改变温度以上并康复原先的尺度。
镍钛合金血管支架是由一条钻杆子制成的，按精 确的尺度要求进行加工后，经过激光切开成形。用于医治动脉瘤的血管支架管一般直径为25.4毫米（1英寸），能够“紧缩”到只要6毫米——7毫米（1/4英寸）的直径，然后刺进运送设备管和患者主动脉中。支架会自行扩张并构成原始形状，然后让医师修正动脉瘤。
高强度不锈钢的运用
“302型（UNSS30200）、304型（UNSS30400）和316L型（UNSS31603）奥氏体不锈钢医用丝材有许多运用。”韦恩堡金属公司的AustinLucas说道。这些极细的医用丝材直径介于0.1016毫米——2.54毫米之间，并且经拉伸后能够变得更细。“不锈钢合金是极佳的材料，由于它们能够在低温作业条件下到达高强度（400——500+千磅／平方英寸），例如0.127毫米丝材的强度为450千磅／平方英寸。这一点关于很小、很细部件的出产非常重要。”它们在血管医治、神经影响医治、内镜查看、矫形外科、口腔正畸和牙科植入等范畴得到了广泛运用。
在高兴手术中，有必要使胸骨开裂来分隔肋骨架，这样外科医师才干够给心脏动手术。手术完结时需求把肋骨拉回到一同并凭仗胸骨闭合丝进行闭合。闭合丝一般由316L型不锈钢医用丝材制成。304型不锈钢医用丝材常常用作血管手术中初度进入静脉和动脉的导丝。一些支架规划选用304型不锈钢。304型和302型不锈钢的其他常见运用包含管心针、导管、绷簧、缝合针和心轴。在许多外科干涉医治中常常选用U形钉来闭合创伤。这些U形钉是由316L型和304型不锈钢丝制成的。后一种等级也在牙弓丝中运用。
丝线、导销和缝合针
克氏针钢丝（简称“K钢丝”）和骨圆针由植入级316L制成，矫形外科医师将它们用作固定骨折部位、骨头重建的植入式器械，并且用作刺进另一种植入物的导销。它们也能够穿过皮肤植入，然后给骨骼体系施加拉力。4到6周后，骨头愈合后，导销就能拆除了。316L型不锈钢的其他用处包含矫形外科缆索。
医用植入物运用中的不锈钢医用丝材选用真空电弧重熔法（VAR）出产，这是适用于针对重要运用中化学和机械均质性较高材料的一种二次熔炼工艺。需求选用这类化学性质受控且纯度较高的材料来确保疲劳强度的一致性，而疲劳强度在许多医疗运用中极为重要。
不锈钢医用丝材也用于缝合针的出产。例如，缝合针有必要具有极高的强度和延展性才干避免曲折和开裂，并到达满意的刚度和组 织穿透功能，才干在外科医师的手中完成杰出的操控功能。为了满意这些材料要求，缝合针一般由高功能的时效硬化马氏体不锈钢合金制成，例如Custom455（UNSS45500）和Custom470。
对立异运用的不断寻求
各种其他含镍特种丝线也运用于医疗，例如FWM1058／Elgiloy／Phynox／Conichrome（UNSR30003），这是一种钴铬镍铁合金。其运用包含丝材型支架、过滤器、心脏起搏器导线和矫形外科植入物。别的，钴镍铬钼合金35NLT（或该合金的其他型式）凭仗高弹性模量运用于起搏导线、管心针、导管和矫形外科缆索和植入。
医疗技能的前进离不开杰出性质高功能材料的推出。镍钛合金及含镍合金等生物相容性材料不只要满意医疗器械规划师现在的需求，还有必要为新的概念和可能性供给必要的技能规范。在对新运用的不断寻求中，这些材料一定会成为激动人心、特殊的未来立异材料。
纳米钛白粉的制备方法---钛醇盐气相热解法及气相氧化法
2019-02-13 10:12:38
一、钛醇盐气相热解法
该工艺以钛醇盐为质料，将其加热气化，用氮气、氦气或氧气作载气，把钛醇盐蒸气预热分化炉，进行热分化反响。其反响式如下：
nTi(OC4H9)4(g)===nTiO2(s)+2nH2O(g)+4nC4H8(g)
日本出光兴产株式会社使用钛醇盐气相热解法出产球形非晶型的TiO2，这种纳米TiO2能够用作吸附剂、光催化剂、催化剂载体和化状品等。据称，为进步分化反响速率，载气中最好含有水蒸气，分化温度以250~350℃为适宜，钛醇盐蒸气在热分化炉中的停留时间为0.1~10s，其流速为10~1000mm/s，体积分数为0.1%~10%；为进步所生成纳米TiO2的耐候性，可向热分化炉中一起导入易挥发的金属化合物(如铝、锆的醇盐)蒸气，使纳米TiO2粉体制备和无机表面处理一起进行，该工艺的最大缺陷是质料本钱较高，产品中残炭含量高，难以组成纯金红石型的纳米TiO2。 二、钛醇盐气相氧化法
将钛醇盐蒸气导入反响器与氧气反响，因为饱满蒸气压的原因，反响前体一般选用钛酸民丙醇酯(TTIP).
Arabi-Katbi等以TTIP为质料，研讨了火焰的方位和结构对组成纳米TiO2的影响。预混合反响器的方位首要影响停留时间，对晶型组成、颗粒尺度有必定影响，但对粒子的描摹影响不大。在层流分散焰反就器中组成纳米TiO2反响器的混合办法和火焰结构能够有用操控产品的均匀原始粒径(10~50mm)和晶型组成(金红石型的质量分数为6%~50%)。为增大粒径和进步产品的金红石型含量，能够经过添加气体的流量而进步反响温度来完结。
气相组成纳米TiO2的办法，除上述几种以外，还有低温等离子体化学法、激光化学反响法、金属有机化合物气相堆积法、强光离子束蒸法、乳液焚烧法等，尽管这些气相法制得的纳米TiO2粉体纯度高，粒径散布窄，分散性好，聚会少，表面活性大，反响速率快，能完结接连化出产。可是气相法反响在高温下瞬间完结，要求反响物在极短的时间内到达微观上的均匀混合，对反响器的型式、设备的原料、加热办法、进料办法均有很高的要求，加之出产本钱高。因而使用价值不大。在上述各种办法中，TiCl4气相氧化法因为经济、环保和出产工艺的柔性而最具竞争力。
材料的烧结----液相烧结
2019-01-07 07:51:19
液相烧结：凡是有液相参与的烧结过程称为液相烧结。液相烧结的主要传质方式有：流动传质、溶解-沉淀传质等。
1、液相烧结的特点
液相烧结与固态烧结的共同之点是烧结的推动力都是表面能；烧结过程也是由颗粒重排、气孔填充和晶粒生长等阶段组成。不同点是：由于流动传质速率比扩散快，因而液相烧结的致密化速率高，可使坯体在比固态烧结温度低得多的情况下获得致密的烧结体。此外，液相烧结过程的速率与液相的数量、液相性质（粘度、表面张力等）、液相与固相的润湿情况、固相在液相中的溶解度等有密切的关系。
2、流动传质
粘性流动：在高温下依靠粘性液体流动而致密化是大多数硅酸盐材料烧结的主要传质过程。在液相烧结时，由于高温下粘性液体(熔融体)出现牛顿型流动而产生的传质称为粘性流动传质(或粘性蠕变传质)。
粘性流动初期的传质动力学公式：式中 r为颗粒半径；x为颈部半径；η为液体粘度；γ为液-气表面张力，t为烧结时间。
适合粘性流动传质全过程的烧结速率公式：
式中θ为相对密度。
塑性流动：当坯体中液相含量很少时，高温下流动传质不能看成是纯牛顿型流动，而是属于塑性流动类型。也即只有作用力超过其屈服值(f)时，流动速率才与作用的剪切应力成正比。此时传质动力学公式改变为:
式中 η是作用力超过f时液体的粘度；r为颗粒原始半径。
3、溶解 - 沉淀传质
在有固液两相的烧结中，当固相在液相中有可溶性，这时烧结传质过程就由部分固相溶解，而在另一部分固相上沉积，直至晶粒长大和获得致密的烧结体。发生溶解-沉淀传质的条件有：（1）显著数量的液相；（2）固相在液相内有显著的可溶性；（3）液体润湿固相。
溶解-沉淀传质过程的推动力仍是颗粒的表面能，只是由于液相润湿固相，每个颗粒之间的空间都组成了一系列的毛细管，表面张力以毛细管力的方式便颗粒拉紧。固相颗粒在毛细管力的作用下，通过粘性流动或在一些颗粒间的接触点上由于局部应力的作用而进行重新排列，结果得到了更紧密的堆积。
溶解-沉淀传质根据液相数量的不同可以有Kingery模型(颗粒在接触点处溶解，到自由表面上沉积)或LSW模型(小晶粒溶解至大晶粒处沉淀)。其原理都是由于颗粒接触点处(或小晶粒)在液相中的溶解度大于自由表面(或大晶粒)处的溶解度，通过液相传递而导致晶粒生长和坯体致密化。Kingery运用与固相烧结动力学公式类似的方法，并作了合理的分析导出了溶解-沉淀过程的收缩率为：式中 ⊿ρ为中心距收缩的距离；K为常数；γLV为液-气表面张力；D为被溶解物质在液相中的扩散系数；δ为颗粒间液膜的厚度；C0为固相在液相中的溶解度；V0为液相体积；r为颗粒起始粒度；t为烧结时间。
稀土分布图
2017-06-06 17:50:12
稀土分布图随着中国大幅削减每年的稀土
金属
出口配额，任何公司都将无法在中国以外的地方生产风力涡轮机或混合动力汽车，这一局面正在迫近。 在经过长期的
价格
战和出口配额削减后，全球95%以上的稀土
金属
都将由中国生产供应。17种镧系元素(原子序数58至81之间的稀土元素)广泛应用于手机、激光器和航空业等方面，而这些元素都由中国生产。 随着世界各国在能源利用率方面加大努力，中国的主导地位将变得更具有战略决定性，因为很多重要的环保技术，例如风力涡轮机、低能耗灯泡和混合动力车等都非常依赖稀土
金属
。 就像中东是世界上最大的石油产区一样，中国也将成为最大的稀土生产国世界不得不清醒地认识到，没有这些技术性
金属
的元素，也就谈不上什么技术。中国已经开始研究如何使这些
金属
给本国公司以其它国家难以匹敌的竞争力。更多有关稀土分布图的内容请查阅上海
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铜价走势图
2017-06-06 17:49:55
铜价走势图反应上半年铜价总体上呈现宽幅震荡的走势，截至6月30日沪铜较年初下跌了13%，伦铜跌幅在12%。在经济复苏与全球流动性逐步收缩的背景下，市场努力寻找合理的价格区间。国内方面，1月12日中国央行宣布提高存款准备金率0.5个百分点，从而拉开了回收流动性的序幕。随后一系列针对房地产市场以及限制银行新增信贷的措施进一步强化了市场对货币政策收紧的预期。上半年中国央行累计上调存款准备金率三次，而更多地收紧流动性的措施则来自于公开市场持续增加的央票发行的力度。从上半年看，中国政府收缩流动性和调控房地产市场的政策取向十分明显，而流动性的收缩则直接导致了商品市场流动性溢价水平的下降。尽管上半年中国经济增速重新回到两位数水平，但由于去年铜价的大幅上涨已经提前反映了经济复苏的预期，因此中国良好的经济数据对于铜价的利多影响甚微，尤其是第二季度传统的消费旺季中，中国精铜的消费并未表现出超预期的增长，高库存和低进口在相当程度上制约了铜价的季节性涨幅。国际方面，尽管美国制造业数据表现强劲，但欧元区债务危机的不断深化令市场担心全球经济可能出现二次探底的风险。此外在何时退出经济刺激计划方面，一些主要的发达国家也存在分歧，虽然美国联邦储备委员会2月18日宣布，基于金融市场状况好转，将银行贴现率上调0.25个百分点，由0.5%提高至0.75%，初步显露出回收流动性的意愿，但上半年美国始终未能实施加息，表明量化宽松的货币政策仍在延续。全球流动性过剩的格局并未因中国货币紧缩政策的实施而出现显著的改变，这一方面加剧了铜市场的波动率，另一方面也使得铜的金融属性表现得较为明显。欧债危机出现后，美元兑欧元、英镑等欧洲国家货币持续走高，也大大增加了以美元为计价单位商品的调整压力。从上半年铜价走势图来看，虽然中国货币紧缩政策和欧元区债务危机成为主导铜价在1月份和6月份两次大幅下行的主要诱因，但从长期看，中国经济步入转型期后，对制造业带来的长期影响可能将使得铜价告别2004年开始的超级牛市，从而踏上价格回归之路。
镍钛板图相
