温岭市金洲粉末冶金有限公司

3 多孔Ni-Ti合金的烧结参数
    多孔Ni-Ti合金的粉末冶金法制备是将Ni粉和Ti粉经混粉后进行压制。考虑到既要保证多孔Ni-Ti合金的压坏有一定强度，又使压坯中要存在一定数量和尺寸的孔隙，查阅有关研究资料，以100MPa-150MPa压力进行压制较合理。在这样的压制条件下，粉末颗粒结合的都比较紧密，而且存在一定的原始孔隙。
    从Ni-Ti合金相图可以看出，熔点为1310℃，因而烧结温度应在750℃-950℃之间。分析Ni-Ti合金相图，在近等原子比处，烧结过程发生如下的反应：
    Ni+Ti→NiTi+67KJ/mol-1
    Ni+Ti→Ti2Ni+83KJ/mol-1
    Ni+Ti→TiNi3+140 KJ/mol-1
    低温烧结时，产物中主相为TiNi3；在高于850℃的情况下，Ni-Ti成为主相。研究证明，Ni-Ti可以发生热弹性马氏体相变，为让烧结产物具有良好的性能，须使烧结产物基体中的主相为Ni-Ti，取950℃烧结温度的较合理。
    固相烧结主要通过体积扩散实现，时间越长，扩散过程进行的越完全，烧结形成的多孔合金均匀性越好。烧结初期，Ni、Ti相互扩散，首先得到的反应物为Ti2Ni和TiNi3，所以产物中不可避免存在Ti2Ni和TiNi3两相。这说明烧结时间对烧结产物的物相也有一定的影响，随烧结时间的延长，产物中Ni-Ti含量相应增加，可以得到的理想物相的产物。通过Ni-Ti相图可知，在Ni和Ti均处于固相阶段，其均匀化是通过固态粉末的相互扩散来进行的，烧结时间越长，均匀化的程度越好，因此取烧结时间为6小时。
     4 多孔Ni-Ti合金烧结的实验与分析
     实验过程取等原子比的纯Ni粉和纯TiH2粉（H2为发孔剂），采用粉末冶金法经混粉、压制、烧结过程得到多孔Ni-Ti合金。压制压力为140MPa，烧结温度分别为950℃，烧结时间6小时，采用氩气保护。
    从烧结试样外观看，形状没有变化，尺寸发生了微小收缩，表面光洁。因在粉末的烧结过程中，由于固体颗粒间的烧结作用、应力松弛、固相及气相的热膨胀等对材料体积变化均有影响。其原因可能是相对密度较低时，材料中封闭气孔很少，烧结过程体积的变化主要由烧结收缩决定，随着相对密度的提高，封闭气孔增加，气体在烧结过程中的膨胀对材料体积变化影响增大。烧结过程中，变形应力释放使烧结产物的尺寸变化不大。
    烧结粉末原料，压坯密度，烧结温度和时间都强烈影响合金化程度从而影响多孔材料的孔隙特征。
    从烧结产物金相组织图（图1）可以看出，950℃烧结的多孔 Ni-Ti合金孔壁比较光滑，孔隙表面有液相流过的痕迹，而且孔的连通性比较好，孔隙的数量和分布均匀，孔的形貌规则，孔隙率40.6。
    从烧结产物图XRD结果（图2）中可以看出，不论烧结温度是否高于共晶熔点，生成物不可避免的出现三种物相，即NiTi, Ti2Ni, TiNi3，但主相NiTi含量高。
    5 结论
    用粉末冶金固相烧结制备的多孔Ni-Ti合金，采用合适压制压力、烧结温度与保温时间，能够得到主相为NiTi、具有一定数量孔隙且分布均匀、孔形貌较规则的多孔合金，这对于研究多孔多孔体制备研究具有重要意义。