R2Fe17Nx中子衍射研究（R=Y,Dy,Nd）

用中子衍射法测定了R_2Fe_(17)N_x(R=Y,Dy,Nd)中N的占位及磁结构,初步讨论了N的占位对磁性能的影响     

(Ti,W,Ta)(C,N)_p/Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能

采用自制的多元复式碳氮化物陶瓷粉末 ((Ti,W,Ta) (C,N) p)制备 (Ti,W,Ta) (C,N) p/Ti(C,N)基金属陶瓷。研究了 (Ti,W,Ta) (C,N) p 粉末的组织结构特征及其加入对金属陶瓷的组织及性能的影响。结果表明 ,多元复式碳氮化物粉末的晶格常数与元素的固溶度有很好的对应关系 ,调整粉末中元素的固溶度可控制粉末的晶格常数 ,进而控制材料的性能。 Ti(C,N)基金属陶瓷中 (Ti,W,Ta) (C,N) p 粉末的加入 ,有利于重金属元素 W和 Ta向粘结相中扩散 ,从而降低了硬质相在粘结相中的溶解度 ,阻碍了晶粒长大。(Ti,W,Ta) (C,N) p/Ti(C,N)基金属陶瓷各项性能指标优于 Ti(C,N)基金属陶瓷和国外对应的金属陶瓷牌号 CT5 2 5的产品。强化机制主要表现为细晶强化与固溶强化。     

Ti(C,N)_w/Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与力学性能研究

采用Ti(C,N)晶须和颗粒复合粉末(Ti(C,N)w+Ti(C,N)p)制备Ti(C,N)w/Ti(C,N)基金属陶瓷。研究了复合粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,Ti(C,N)w的加入,金属陶瓷的各项力学性能都得到了提高。组织表现为环形相结构特征,与Ti(C,N)基金属陶瓷相比,双层环形相结构所占比例增大,且尺寸加厚。烧结组织中Ti(C,N)w的长径比大于临界长径比,在强化金属陶瓷方面起着重要的作用。环形相使Ti(C,N)w与基体界面结合紧密,增韧机制主要表现为裂纹桥联和裂纹偏转,拔出效应不明显。     

Ti(C,N)复合膜和TiN/Ti(C,N)多层膜组织和显微硬度

采用非平衡反应磁控溅射的方法在Si(100)基片上沉积Ti(C,N)复合膜和不同调制周期、调制比的TiN/Ti(C,N)纳米多层薄膜。薄膜的微观结构和力学性能采用X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计进行表征。结果表明,Ti(C,N)复合膜的微观结构和力学性能与掺入C的含量有关;TiN/Ti(C,N)纳米多层膜的微观结构和力学性能与调制周期和调制比有关,其显微硬度在一定的调制周期和调制比范围内出现了超硬现象。Ti(C,N)、TiN/Ti(C,N)均为δ-NaCl面心立方结构;Ti(C,N)复合膜显微硬度提高是因为固溶强化,TiN/Ti(C,N)纳米多层膜硬度的提高主要是共格外延生长在界面处产生的交变应力场。     

放电辅助机械合金化快速合成Ti(C,N)粉体(英文)

利用机械合金化方法以Ti粉、石墨粉为原料,采用行星式球磨机在高纯氮气气氛下制备出Ti(C,N)粉体。研究放电处理对机械合金化1～7h试样的相变及显微组织的影响。实验结果表明:球磨1h后的样品在放电辅助下合成了Ti(C,N)粉体;而仅采用机械合金化方法,球磨7h不能合成Ti(C,N)粉体。放电处理产生的等离子体作用于粉体上,提高了原子间的扩散速度和Ti(C,N)在球磨粉体表面的形核速度,这是加速Ti(C,N)合成的主要原因。两种合成方法都遵循机械诱发自蔓延反应机制。     

Li(Ni, Me)O2中Li/Ni原子混合占位研究的新方法及应用

介绍了作者提出的一种分析与研究锂离子电池正极活性材料Li(Ni, Me)O2 (Me=Co,Mn 或Co＋Mn) 中Li/Ni在3a/3b位混合占位的新方法,即根据Li(Ni, Me)O2的混合占位模型,借助Powder Cell 1.0计算程序模拟计算得到X射线衍射强度比与混合占位参数x的线性关系,根据实验测得的X射线衍射强度比和此线性关系方程,求得对应的混合占位参数x。把这种方法用于不同成分相关材料混合占位的理论模拟,得到5种材料衍射强度比的平方根与混合占位参数x之间的线性关系;把这些线性方程应用于实际材料Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2的合成时,获得了混合占位参数x与材料焙烧处理温度之间的关系;同时还用这种方法研究了2H-石墨/Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2电池在充放电过程中Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2晶体结构和微结构的变化。     

(Ti,Ta,W)(C,N)粉末制备研究

通过碳热还原法采用不同的原料及工艺参数制备了(Ti,Ta,W)(C,N)粉末,研究了其相成分和其N含量的影响因素。发现以TiO2、Ta2O5、WC和C为原料通过适当的成分配比和工艺参数,可以制备出单相的(Ti,Ta,W)(C,N)固溶体粉末;(Ti,W,Ta)(C1-xNx)粉末的N含量即x值随着配碳率的增加而降低,随碳化温度升高、碳化时间延长、N2流量增大均提高。     

纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷研究进展

分析了Ti(C,N)基金属陶瓷的发展、组织结构、性能特点及应用;特别阐述了近年来纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷的研究动态和进展,指出了Ti(C,N)基金属陶瓷未来发展趋势是向超细晶粒(纳米结构化)方向和提高材料的强韧性、可靠性方向发展。     

TiN/Ti(C,N)涂层的显微组织与力学性能

采用磁控溅射在TNMG120408型号的硬质合金刀片上沉积了TiN/Ti(C,N)单层与多层涂层,通过XRD、SEM、纳米压痕、划痕仪与冲击测试等方法,比较分析了TiN/Ti(C,N)涂层的显微组织与力学性能。结果表明,TiN单层涂层的晶粒形貌为典型的喇叭口结构,Ti(C,N)单层涂层为平直的柱状晶结构;而TiN/Ti(C,N)多层涂层为柱状晶结构,形成了TiN、Ti(C,N)交替排列的结构。TiN与Ti(C,N)单层涂层均呈(220)生长织构,而TiN/Ti(C,N)多层涂层呈(111)生长织构。Ti(C,N)单层涂层表现出较好的硬度,而TiN/Ti(C,N)多层涂层则表现出与基体更好的结合力。     

Ti(C,N)固溶体的N/C原子比对Ti(C,N)基金属陶瓷组织及力学性能的影响

本文以不同N/C原子比的Ti(C,N)固溶体为硬质相,通过真空烧结制备了Ti(C,N)基金属陶瓷。用三点弯曲法、洛氏硬度计、压痕法分别测得试样的抗弯强度、硬度、断裂韧性,并通过光学金相显微镜、XRD、SEM、EDS等手段研究了Ti(C,N)固溶体的N/C原子比对Ti(C,N)基金属陶瓷组织的影响规律。结果表明:在一定范围内随着N/C原子比的增大,Ti(C,N)固溶体在液相中溶解度下降,环形相的析出受到抑制,使得金属陶瓷的硬质相芯部逐渐细化且分散均匀,环形相厚度减薄。但Ti(C,N)固溶体的N/C原子比为6∶4及以上时,硬质相与液相之间的润湿性较差,使得金属陶瓷孔隙度增加,显微组织中开始出现亮白色的晶粒。随N/C原子比的增大,金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增大后降低,断裂韧性逐渐降低。当Ti(C,N)固溶体的N/C原子比为5∶5时,金属陶瓷的综合力学性能最佳,其抗弯强度为2 429 MPa,硬度为92.2 HRA,断裂韧性为8.44 MPa·m~(1/2)。     

Ti(C,N)基金属陶瓷增韧研究进展

Ti(C,N)基金属陶瓷作为一种新型工具材料,具有优良的耐磨性、高温红硬性、优良的化学稳定性以及金属间极低的摩擦系数的优点,同时全球钛储量是钨储量的1 000倍左右,是极佳的WC-Co硬质合金替代材料。但相比于HW类硬质合金,Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧性低,如何提升其强韧性是开发高性能Ti(C,N)基金属陶瓷的技术瓶颈之一,也一直是全世界范围的一个研究热点。本文基于相转变法、显微裂纹法、裂纹偏转法、拔出法、裂纹桥接法、残余压力屏蔽效应等增韧手段,系统地综述了国内外Ti(C,N)基金属陶瓷增韧方面的研究进展,分析了Ti(C,N)基金属陶瓷增韧面临的问题并展望了未来金属陶瓷增韧的研究方向,以期为开发强韧性高、性能稳定的新型Ti(C,N)基金属陶瓷材料提供参考。     

(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷复合材料制备及性能研究

采用高温碳管炉制备了平均粒度约为1.2μm的(Ti,La)(C,N)复式碳氮化物粉末,并将其应用于(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷的制备。研究稀土La元素的固溶含量对(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷的组织结构和性能的影响,同时对比了La_2 O_3的直接加入对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和性能的影响。通过X衍射和扫描电镜对两组金属陶瓷进行研究分析,结果表明:La含量相同时,相比于直接添加La_2 O_3的Ti(C,N)基金属陶瓷,(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷各项性能指标均有提高,其抗弯强度提高了约20%,硬度也稍有提升,且当(Ti,La)(C,N)中La元素固溶0.25%时,物理和力学性能最佳;(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷强化机制主要表现为固溶强化。     

Ti(C,N)基金属陶瓷添加成分的研究进展

简要介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷的典型结构,着重概述了化学成分对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和力学性能的影响。     

V(C,N)颗粒增强铁基复合材料的研究

采用粉末冶金和原位合成相结合的方法合成V(C,N)颗粒增强铁基复合材料,用扫描电镜、X射线衍射等测试方法对试样进行了组织结构分析,并探讨了原位合成V(C,N)的机理.结果表明,石墨与氮气的存在降低了σ-FeV相的稳定性,使其分解为崮溶大量V的Fe,C、N与V发生反应生成V(C,N);原位合成的复合材料主要相组成为V(C,N)和γ-Fe,所合成的硬质相V(C,N)颗粒细小,在铁基体中均匀分布.在重载十滑动摩擦条件下,V(C,N)颗粒增强铁基复合材料显示出良好的耐磨性.     

(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷的烧结致密化过程研究

本文研究了(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料烧结致密化过程、烧结过程中金属陶瓷的成分、组织结构和性能的变化,初步探讨烧结工艺控制对成分、组织结构和性能的影响。研究结果表明：(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷致密化过程中,合金因烧结而引起的质量损失在液相出现前的固相烧结阶段基本结束;而1340℃以后,由于液相的出现,合金的体积收缩和密度急剧上升。烧结过程中氮含量的变化趋势与合金磁性能的变化趋势一致,金属陶瓷合金成分中氮含量的变化对合金固溶体的形成有显著的影响。在1490℃烧结温度下,(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷的综合力学性能最佳,而通过合适的N₂分压烧结工艺,可以实现对(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷强韧性的进一步提升。     

(Ti,Al)N涂层的微观组织和性能

采用EPMA、XRD、SEM、TEM、HR-TEM、EDX、纳米压痕、氧化实验和切削实验研究了磁控溅射在硬质合金基体上沉积TiN涂层和(Ti,Al)N涂层的微观组织结构和性能。结果表明:TiN涂层晶粒为喇叭口柱状晶,(Ti,Al)N涂层为面心立方平直柱状晶,由于固溶了Al元素,(Ti,A l)N涂层呈(200)面择优生长;(Ti,Al)N涂层在硬质合金基体上无外延生长;(Ti,Al)N涂层在800℃氧化后形成Al2O3/TiO2/(Ti,Al)N的分层结构;(Ti,Al)N涂层具有更高的硬度和更好的切削性能。     

纳米Ti(C,N)增强Ti(C,N)基金属陶瓷的研究

采用纳米Ti(C，N)粉末制备Ti(C，N)基金属陶瓷，研究了纳米粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明，粉末冶金过程中，纳米Ti(C，N)粉末易于在粘结相中扩散与溶解及沿晶界分布，降低了硬质相在粘结相中的溶解度，抑制了晶粒长大，提高了材料的红硬性能。抗弯强度与晶粒尺寸满足于Hall-Perch公式，5wt％～l0wt％的纳米粉末加入量可使金属陶瓷的抗弯强度和切削性能得到较大的提高，但硬度变化不大。切削磨损主要表现为磨粒磨损和轻微的粘着磨损，磨痕细小均匀。     

用磁力搅拌法对Ti(C,N)粉体表面化学镀镍(英文)

研究在不使用感光剂和催化剂的条件下,对Ti(C,N)粉体表面进行化学镀镍,并利用XRD,SEM和EDS方法对镀镍后的Ti(C,N)粉体进行表面评价。结果显示:通过磁力搅拌法得到的Ti(C,N)粉体表面存在明显Ni-P镀层,而通过机械搅拌得到的Ti(C,N)粉体表面没有明显镀层出现,磁力搅拌过程中产生的磁场可能是Ni-P镀层产生的。     

基于CS-GMC(1,N)的数控机床热误差建模优化方法

为降低机床热误差对数控加工精度的影响,提高灰色模型GMC(1,N)的预测精度,将布谷鸟搜索(CS)算法引入GMC(1,N)灰色模型中,用于优化灰色模型GMC(1,N)的生成系数,构建了基于CS-GMC(1,N)的数控机床热误差预测模型。以小型三轴立式数控铣床为研究对象进行了主轴热误差实验,热误差预测性能分析结果表明:CS-GMC(1,N)模型的预测精度高于PSO-GMC(1,N)模型,为机床主轴热误差建模及后续热误差补偿提供了参考。     

Ti_(0.44)Al_(0.56)N和Cr_(0.42)Al_(0.58)N涂层的结构与热性能研究

TiAlN和CrAlN涂层是目前切削刀具应用最为广泛的涂层材料。本研究借助阴极弧蒸发技术在低合金钢、钨片和Al2O3刚玉片上制备了Al含量接近的Ti_(0.44)Al_(0.56)N和Cr_(0.42)Al_(0.58)N涂层,采用扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)和纳米压痕仪对比研究其结构、力学性能、热稳定性及抗氧化性能。结果表明:Ti_(0.44)Al_(0.56)N和Cr_(0.42)Al_(0.58)N涂层均为单相面心立方结构,其硬度分别为30.1±0.4 GPa和30.2±0.7 GPa;Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层在退火过程中会产生时效硬化效应而呈现更好的热稳定性,900℃时为32.4±0.7 GPa;在1 100℃退火后,Ti_(0.44)Al_(0.56)N和Cr_(0.42)Al_(0.58)N涂层的硬度分别降至27.8±0.8 GPa和22.6±0.4 GPa;Cr_(0.42)Al_(0.58)N涂层则具有更优异的抗氧化性能,Cr_(0.42)Al_(0.58)N涂层在1 000℃氧化10 h后,氧化层的厚度仅为0.17μm,而Ti_(0.44)Al_(0.56)N涂层在900℃氧化10 h后已完全氧化。