WC-12Ni硬质合金粉体粒径及固含量对表面化学镀Ni-MoS2复合层的影响

为了研究颗粒粒径以及固含量对WC-12Ni粉体表面化学复合镀Ni-MoS2层的影响及作用机制,对商用WC-12Ni粉体筛分得到3种不同粒径范围(10～25μm、25～30μm和30～40μm)的粉体并在固含量分别为25、75、125 g/L的条件下进行化学镀包覆Ni-MoS2复合层.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和能谱仪(EDS)对镀覆前后WC-12Ni粉体的表面形貌、Ni-MoS2层厚度以及元素分布进行表征,并对粉体表面复合镀层的均匀性、致密性和完整性进行评价.结果表明,无论何种粒径分布的WC-12Ni粉体,增加待镀粉体在镀液中的固含量均有利于提高其表面Ni-MoS2复合镀层的均匀性、致密性和完整性;当镀液中粉体固含量较低时,只有尺寸较大的WC-12Ni颗粒(25～30μm和30～40μm)表面能获得均匀致密的Ni-MoS2镀层,尺寸分布为10～25μm的细小WC-12Ni颗粒表面镀覆不均匀、甚至有一定比例未包覆粉体.镀液中固含量的增加提高了WC-12 Ni颗粒之间在机械搅拌时发生碰撞、剪切和摩擦等相互作用的概率,而粉体粒径增加使得颗粒之间的相互作用更加强烈,均有利于Ni-MoS2复合镀层在颗粒表面的均匀沉积和致密化.     

化学镀法合成Fe/Ni纳米复合粉体

目的为实现由直流电弧法所获得的Fe纳米粉体表面活性,合成非晶Ni-P包覆Fe纳米胶囊.方法利用化学镀法对由直流电弧法所获得的Fe纳米粉体表面改性,合成Ni及Ni-P包覆Fe纳米胶囊.结果高分辨电镜（HRTEM）和能量散射谱（EDS）以及XPS光电子能谱研究表明该复合粉体颗粒具有壳核结构,颗粒的尺寸为20~200 nm,核为Fe纳米颗粒,壳为Ni-P合金,其厚度为3~10 nm.同时磁性研究表明该Fe/Ni复合粉体的饱和磁化强度和初始材料Fe粉的饱和磁化强度没有明显差别,分别为141.39 Am2/kg、143.28 Am2/kg;而矫顽力略有增加.结论由于非晶合金壳层的存在,减弱核纳米粒子Fe的氧化程度,提高了Fe纳米粒子的稳定性,利用化学镀法可以实现粉体的表面改性,实现双金属粉体合成.     

超临界流体干燥法制备ZnS纳米粉体及其表征

采用微乳液法-超临界流体干燥法制备出ZnS纳米粉体.以无水乙醇为超临界干燥介质,超临界流体干燥工艺为260℃×7.3 MPa×10 min.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对制得的粉体进行了表征.结果表明,制备得到的ZnS纳米粉具有闪锌矿晶体结构,粉体外形为球形,粒子大小均匀,粒径约为5~7 nm,分散性较好,有效的改善了粉体的团聚程度,且晶化程度稍高于550℃煅烧处理的ZnS纳米粉.     

直流电弧法制备金属铁、镍纳米粉体

在原材料块体Fe,Ni中加入高熔点金属钨(W)、钼(Mo),采用直流电弧等离子体法在H2+Ar混合 气氛中制备Fe,Ni纳米粉体。利用X射线衍射仪(X-ray)、透射电镜(TEM)、比表面积测定仪(BET)、氧/氮测定仪 和化学分析等手段对粉体的结构、形态及粒径等方面进行了分析。结果表明,原料中加入高熔点金属W,Mo后,使 Fe,Ni金属熔球温度提高及熔球表面的氧化层被破坏,Fe,Ni纳米粉收率提高50%。高熔点金属W,Mo在粉体中 的质量分数只有0.01%左右,纳米粉纯度几乎不变。同等气氛、压强及功率条件下,加入高熔点金属W 和Mo后所 制备的粉体的平均粒度略有增大,加入W 的收率高于加入Mo的收率。     

球磨对碳化硼粒度及游离碳的影响

主要研究球磨因素对碳化硼粒度分布的影响,并考察游离碳含量随球磨时间的变化规律.实验结果表明：随着球磨时间增加,碳化硼粒径分布曲线向粒径小的方向移动,当球磨时间达到60 h,粉体粒径细化程度减缓,继续球磨可进一步提高超细颗粒含量;当球磨时间达到一定程度,不同的球料比对粉体粒径分布曲线影响较小;游离碳含量随着球磨时间增加而提高,在20～40 h碳含量增加显著,之后增加缓慢;SEM电镜显示球磨前后粉体显微形貌发生显著变化;XRD分析显示球磨60 h后粉体中出现很强的游离碳衍射峰.     

纳米金属粒子/有机物复合材料组织结构的探讨

采用高能球磨法制备了纳米金属粒子/有机物复合材料,运用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM) 和X射线衍射仪对复合材料的微观形貌特征和结构进行了分析研究,并探讨了球磨时间对复合材料微观形貌特征的影响.研究结果表明,经过超声振动后复合颗粒分布较均匀,100 h球磨后锌粒的粒径大约为100 nm左右,呈层片状分布,聚氯乙烯与锌复合后,均匀地包覆在锌粒的表面.球磨50 h、80 h、100 h和120 h铜粒的粒径分别为300 nm、140 nm、70 nm和30 nm左右,近似圆球状,石蜡可以完全包覆纳米铜粒子.     

表面活性剂对共沉淀法制备ZAO纳米粉的影响

ZAO(ZnO/Al2O3复合氧化物)结合了纳米材料和半导体氧化物的优越性能,但随着粉体粒径的减小,粉体极易发生团聚.为解决纳米粉体的团聚现象,采用"共沉淀-超临界流体干燥"结合法,加入几种不同的表面活性剂制备了ZAO超细纳米粉.实验通过X射线衍射对ZAO粉末物相进行分析.TEM观察粒子的形貌、粒径大小及其团聚状态,分析了几种表面活性剂的种类及用量对粉末特性的影响.该方法有效地解决了粉体的团聚现象.研究结果表明:采用"共沉淀-超临界流体干燥"技术,加入表面活性剂PEG-400,且其与Zn2+离子的物质的量比为1∶16时,制备的ZAO粒子的平均粒度小于10nm,粉体粒径均匀,分散性好,团聚现象不明显.     

(Fe-Al)/Al_2O_3复合纳米粉体的机械球磨特性

采用机械球磨的方法制备(Fe Al)/Al2O3复合纳米粉体,通过对粉体的X衍射分析研究其机械球磨特性.结果表明:Al2O3阻碍球磨过程中的Fe、Al合金化,有利于粉末的纳米化和机械活化,并大幅提高出粉率.这对机械活化烧结FeAl基Al2O3弥散型块体复合纳米材料,提高机械球磨效率具有重要意义.     

柠檬酸与金属离子的摩尔比对溶胶-凝胶法合成NiO/Ce0.8 Gd0.2 O1.9复合纳米粉的影响

采用柠檬酸/硝酸盐溶胶-凝胶法合成了NiO/Ce0.8Gd0.2O1.9两相复合纳米粉.用TEM和XRD等测试手段对所获粉体进行了观察和分析,结果表明,采用该方法可以制备出均匀细致的两相复合纳米粉体.对反应过程和所获产物粉体的分析表明,所用原料中柠檬酸与金属离子的摩尔比(MRCM)对于形成均匀细粉起着关键的作用,当MRCM为1.5时,获得了晶粒尺寸为13～18 nm、成分分布均匀的NiO/Ce0.8Gd0.2O1.9两相复合超细粉.     

高能球磨搅拌叶片尺寸的变化对粉体粒径的影响

采用卧式高能搅拌球磨机制备超细粉体,并探究在球磨过程中,不同尺寸的叶片与粉体球磨粒径的关系.使用离散元仿真软件(EDEM)模拟和计算在不同尺寸的搅拌叶片下,球磨过程中球磨介质相互碰撞所产生的作用力,并分析其对粉体粒径的影响.实验结果显示:在叶片尺寸长为120 mm,宽8 mm,球磨转速1 200 rpm以及球料比为15∶1的条件下,球磨90 min后,硅粉粒径由10μm减小到0.32μm,粉体粒径的减小幅度最大,粉碎比为31.3.通过EDEM仿真模拟可以计算出此球磨过程中,球磨介质之间碰撞产生的法向力和切向力达到最大,分别为13.5N和11.1N.     

机械合金化制备Fe40Ni40Si5C15非晶合金

采用机械合金化方法制备了Fe-Ni-Si-C系的非晶态合金粉末,在球磨过程中对合金粉末进行取样,用XRD和DTA对不同球磨时间的Fe40Ni40Si5C15混合粉末进行了分析,发现合金粉末在球磨40 h开始部分非晶化,随球磨时间的增大晶粒尺寸减小。研究结果表明:在Fe-Ni-Si合金中加入C,可促进其形成非晶。通过机械合金化法,通过控制合理的球磨时间,在球磨70 h成功获得了Fe40Ni40Si5C15非晶粉末。     

Morphology and microstructure characterization of 95W-3.5Ni-1.5Fe powder prepared by mechanical alloying

The mechanism of mechanical solid-state reactions for formation of tungsten heavy alloy powder was discussed. A highenergy ball mill operating at room temperature was used for preparing tungsten heavy alloy powders, starting from elemental tungsten （W）, nickel （Ni）, and iron （Fe） powders. X-ray diffraction （XRD）, particle size analyzer, scanning electron microscopy （SEM）, and transmission electron microscopy （TEM） were used to follow the progress of the mechanical solid-state reaction of W, Ni, and Fe powders. These morphological studies revealed three stages in the milling process. In the first stage, the particle deformation changes the irregular structure of the as-received powder particles to flattened morphology, and the average particle size increases. In the second stage, the powder is sufficiently deformed and the tendency to fracture predominates over welding, and the particle size decreases. With continuous milling, the system reaches steady state, and relatively small and uniform particle size distribution is obtained after 20 h of milling.     

Low-temperature Rapid Synthesis of Ultrafine Hafnium Carbide Ceramic Powders

Nano hafnium carbide(HfC) powders were synthesized by sol-gel combining hightemperature rapid heat treatment process using citric acid and hafnium tetrachloride as the raw materials. The effects of ball milling treatment on the phase and morphology of pyrolysis products(HfO_2-C) and final HfC product were investigated and the influences of heat treatment temperature and holding time on the structure and properties of the synthesized hafnium carbide powders were also studied. The experimental results showed that the HfO_2-C powders with good uniformity and small particle size were prepared by controlling the milling time. Pure HfC powders with an average particle size of 500 nm were obtained at 1 700 ℃ with a holding time of 3 min, and the oxygen content was about 0.69 wt%, lower than that of the hafnium carbide powders prepared by SPS(0.97%).     

High-content graphene nanoplatelet reinforced aluminum composites produced by ball milling and hot extrusion

Due to the high specific surface area of graphene, the effective incorporation of high-content graphene in metals is challenging.Here, aluminum composites with graphene nanoplatelet(GNP) content up to 5.0 vol% were prepared by spark plasma sintering(SPS) of blended powders with various ball milling regimes and subsequent hot extrusion. The effects of GNP distribution state on the properties of GNP/Al composite were investigated. 5.0 vol% GNPs were uniformly dispersed in aluminum matrix by high-speed ball milling(HSBM) process, but with damage GNPs due to the too high energy input. By contrast, the wellstructured and dispersed GNPs in aluminum powders were obtained via shift-speed ball milling(SSBM). The clear GNP-Al interface in extruded SSBM composite was attributed to well-structured GNPs. As a result, the yield strength(YS) and ultimate tensile strength(UTS) of composite produced by SSBM reached 279 and 303 MPa, which are 166% and 116% higher than those of monolithic Al. This demonstrated that it may be promising to introduce high-content GNPs with tailorable interface in Al alloys via modified ball milling technique and hot extrusion.     

球磨参数及Ni比例对Mg2Ni合金储氢性能影响研究

采用中频感应炉熔炼出铸态Mg2 Ni合金,将Mg2Ni合金与一定量的Ni粉进行混合球磨处理.系统研究在不同Ni粉添加量及球磨时间等条件下所得合金样品的结构及储氢性能.研究表明,随着Ni含量的增大及球磨时间的延长,合金的非晶纳米晶结构逐渐增多;合金的最大放电容量及循环稳定性得到明显提升;合金的表面催化活性及合金体相内的H传输能力都有了显著提高.Ni粉的作用主要在于可促进合金非晶化,同时对合金的放氢过程起到了催化的作用.     

纳米铜基温敏复合材料的制备及其性能研究

采用高能球磨法制备了纳米铜基温敏复合材料.通过PHILIPS EM430型高分辨透射电镜(TEM)观察复合材料形貌,比较及确定了复合材料的粒径,进而采用热压成型工艺,将复合材料装入自制铜管(直径5 mm,长度20 mm,一端封闭),用温控光学测微装置测试其热敏性,着重探讨了球磨时间对复合材料微观形貌特征和热敏性的影响.研究结果表明,不同的球磨时间使复合材料粒径和形状发生变化,球磨时间对复合材料的热敏性影响显著,复合材料的热敏性随球磨时间延长而逐步提高.     

高能球磨Fe70Ni30纳米晶的XRD和HRTEM研究

用XRD（X射线衍射）和HRTEM（高分辨透射电镜）研究了高能球磨Fe70Ni30二元金属合金的微结构随球磨时间（t）的变化情况。结果表明：以羰基铁和羰基镍为原料，通过高能球磨得到了bcc结构FeNi纳米晶合金。球磨10h时，羰基铁和羰基镍开始形成合金，但大部分R、Ni原子仍分别以bcc结构和fcc结构存在。球磨100h时，样品以bcc结构的FeNi合金为主，球磨200h后，样品中fcc结构Ni特征峰几乎消失，FeNi纳米晶达到最小粒径的平衡值。～8nm。高能球磨过程中，晶界区域的层错缺陷是合金化和纳米晶形成的重要因素．     

等离子喷涂Al2O3p/NiCrBSi涂层组织与性能

为了研究粉末结构对复合材料涂层组织与性能的影响规律,采用双路送粉方法、高能球磨团聚粉末及包覆混合粉末等离子喷涂制备Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层.利用激光共聚焦扫描显微镜（LCSM）、扫描电子显微镜（SEM）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、x 射线衍射仪（XRD）及冲蚀磨损试验机等研究了涂层的微观组织和抗冲蚀磨损性能.结果表明,复合材料涂层主要由αAl₂O₃、γAl₂O₃、γNi、Ni₃B、CrB、Cr₂B、M₇C₃和M₇C₃相组成, Al₂O₃增强体颗粒分布于基体层片间或层片内.粉末结构对涂层的组织与性能具有明显的影响,采用包覆混合粉末制备的Al₂O_3p/NiCrBSi 复合材料涂层结构致密,具有更高的抗冲蚀磨损性能.     

XRD and HRTEM Analyses of the Ball Milled Nanocrystalline FeCo Alloy

The nanostractures of the ball milled FeCo particles were characterized as functions of the ball milling time （ t ） using quantitative X- ray diffraction （ XRD ）, high resolution transmission electron microscopy （HRTEM） analysis techniques. The results show that the nanocrystalliue bcc FeCo particles are available using carbonyl iron and cobalt powders as the start materials during the high-energy ball milling. At the early stage of ball milling, Co powders are easily mashed into nanocrystalllites, by which the surface of the larger Fe particles of about 80- 150 nm is coated. With t increasing, the refinement of grain size and the incorporation of defects including dislocations, disclinations and grain boundaries happen, and then FeCo alloy with a certain layered structure is formed, finally the layered stractare disappears with the formation of isotropic grains having a steadystate grain size in the nanometer regime after a certain period of t.