高能球磨工艺对CNTs/Cu复合粉末与材料性能的影响

采用卧式高能球磨和机械合金化工艺制备了纳米碳管增强铜基(CNTs/Cu)复合粉体,并采用真空冷压烧结法制备出CNTs/Cu复合材料。研究了高能球磨工艺参数对复合粉体与材料性能的影响,包括球磨时间和搅拌轴转速对复合粉体粒度、松装密度的影响,及其对该复合材料力学性能的影响。结果表明,高能球磨技术有利于CNTs与铜的界面结合和机械合金化。高能球磨的最佳工艺条件为搅拌轴线速度为4.2/5.4 m/s和球磨时间为2~4h,得到的CNTs/Cu复合粉体中位径11.76μm,松装密度1.356 g/cm3。CNTs/Cu复合材料的致密度达94%,硬度达92 HB,抗拉强度达138 MPa。     

CNTs/SiC/Cu复合材料制备及性能

以碳纳米管(CNTs)、碳化硅(SiC)粉体、锌(Zn)粉和CuSO_4·5H_2O为主要原料,用化学镀的方法制备CNTs /Cu复合粉体,再采用非均相沉淀法制备CNTs/SiC/Cu复合粉体.在750 ℃、100 MPa的制度下进行真空热压烧结后制得CNTs/SiC/Cu复合材料,其中Cu的含量(体积分数,下同)为70%,CNTs的含量(体积分数, 下同)分别为0,3%,5%,8%,12%.利用XRD、SEM分析样品的物相组成和显微结构;利用阿基米德排水法、显微硬度计、三点弯曲法测试了复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度.结果表明,随着碳纳米管含量的增加,CNTs/SiC/Cu复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度等性能发生相应变化,其中,抗弯强度呈现逐渐升高趋势.与未添加碳纳米管的30SiC/70Cu复合材料相比,添加12%CNTs的12CNTs/18SiC/70Cu 样品,抗弯强度提高了21.45 MPa.     

碳纳米管增强铜基复合材料的制备、力学性能及电导率

以CNTs、电解Cu粉、Cu(CH_3COO)_2·H_2O为原料,采用混酸处理、分子水平法结合行星球磨两步混合工艺制备含0.5%～2%(质量分数)CNTs的Cu基复合粉末,然后通过放电等离子烧结技术制备了Cu-CNTs复合材料,探讨了制备工艺及CNTs含量对Cu-CNTs复合材料的组织、电导率和力学性能的影响规律。结果表明:当CNTs含量小于1.0%时,采用两步混粉工艺制备的Cu-CNTs复合粉体均匀性、分散性良好,经烧结后可获得致密度高、CNTs分布均匀的Cu-CNTs复合材料;当CNTs含量大于1.0%时,复合材料的致密度及CNTs分布均匀性明显降低;随CNTs含量的提高,复合材料的强度先升高后降低,塑性和电导率趋于降低;相对高能球磨、分子水平法等单一混粉工艺而言,两步法制备的Cu-1.0%CNTs复合材料综合性能更优,其电导率为51.7 MS/m(89.1%IACS),维氏硬度为1130 MPa,抗拉强度为279 MPa,断后伸长率为9.8%。     

Ce_(0.8)Sm_(0.1)Nd_(0.1)O_(2-δ)/La_(10)Si_6O_(27)复合电解质材料的电学性能研究

分别采用自蔓延燃烧法和溶胶凝胶法制备了Ce_(0.8)Sm_(0.1)Nd_(0.1)O_(2-δ)(SNDC)与La_(10)Si_6O_(27)(LSO)粉体,按照不同的比例制备了SNDC/LSO复合材料。粉体进行模压成型、冷等静压处理,生坯在不同温度(1500,1550,1600℃)下烧结10 h,获得致密的块体电解质材料。对样品进行物相、微观形貌、电导率测试并分析,结果表明:SNDC/LSO复合材料仍保持磷灰石相和萤石相,没有其他相生成,添加LSO使复合材料的晶粒尺寸减小。烧结温度升高有利于30%LSO样品电导率的提高,对于1500℃烧结的样品而言,LSO的添加降低了复合材料的电导率。     

不同铸造工艺制备A356-CNT纳米复合材料的摩擦学行为（英文）

研究液态成形和半固态成形法制备的A356铝合金整体铸件和A356-CNT纳米复合铸造件的摩擦学行为。采用熔体搅拌、流变铸造、搅拌铸造、复合铸造等不同工艺制备样品。研究碳纳米管(CNTs)的加入、铸造工艺和施加载荷对磨损性能和磨损机理的影响。结果表明,添加碳纳米管显著降低了纳米复合材料的磨损量、磨损率和摩擦因数。铸造工艺由液态成形变为半固态成形,和初相含量的增加是提高合金尤其是纳米复合合金样品耐磨性能的两个主要因素。此外,研究还发现液态成形和半固态成形两种方法制备的整体铸件其主要磨损机理分别是粘着磨损和剥层磨损。然而,无论制备工艺如何,磨粒磨损是纳米复合材料的主要磨损机理。     

α-SiCp/Cu复合材料的制备及其性能研究

采用化学镀铜工艺对SiC粉体进行了表面改性处理,然后烧结制备了α-SiCp/Cu复合材料,研究了SiC粉体含量对α-SiCp/Cu复合材料微观组织与硬度的影响。结果表明,通过化学镀铜工艺可实现SiC粉体的均匀包覆。随着SiC颗粒含量的增加,α-SiCp/Cu复合材料硬度和表面结合能力升高。     

掺杂复合稀土氧化物对W-20Cu复合材料组织与性能的影响（英文）

以偏钨酸铵和硝酸铜为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含有0%～0.8%(质量分数)稀土氧化物(Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9),SDC)的W-20Cu复合粉体,所制备的复合粉体经压制成形、1250℃烧结2 h后获得SDC/W-20Cu复合材料烧结体。对所制备复合粉体进行物相、形貌的表征;研究稀土氧化物的添加对SDC/W-20Cu烧结体的密度、组织结构和物理力学性能的影响。结果表明:所制备的W-Cu复合粉体平均粒度为100～200 nm;同时,SDC的添加对烧结体的密度和电导率会有轻微的影响,但能够抑制晶粒的长大并明显改善烧结体的力学性能。经1250℃烧结后,SDC/W-20Cu烧结体的相对密度均高于97%;当SDC的添加量为0.6%时,具有最大的抗弯强度和显微硬度HV,分别是1128 MPa和3180 MPa;此外,在室温和600℃的测试条件下,其最大的抗拉强度分别可以达到580和258 MPa。     

Effects of Growth Parameters on the Morphology of CNTs/Cu Composite Powder Prepared Using Cr/Cu Catalyst by Chemical Vapor Deposition

采用化学共沉淀法制备了Cr/Cu复合粉体催化剂,并用化学气象沉淀法（CVD）原位合成CNTs/Cu复合粉末。利用SEM, TEM和Raman光谱分别对其微观形貌和结构进行表征。结果表明：采用化学气相沉淀法,使用10 wt%Cr/Cu 的催化剂,在混合气体(Ar/H2/C2H4) 流量2450/300 mL/min下,于1073 K 温度生长30 min,可以得到优质、结晶良好的 CNTs/Cu 复合粉末     

反应参数对以Cr/Cu为催化剂化学气相沉淀所制备CNTs/Cu复合粉末形貌的影响（英文）

采用化学共沉淀法制备了Cr/Cu复合粉体催化剂,并用化学气象沉淀法(CVD)原位合成CNTs/Cu复合粉末。利用SEM,TEM和Raman光谱分别对其微观形貌和结构进行表征。结果表明:采用化学气相沉淀法,使用10 wt%Cr/Cu的催化剂,在混合气体(Ar/H2/C2H4)流量2450/300 m L/min下,于1073 K温度生长30 min,可以得到优质、结晶良好的CNTs/Cu复合粉末。     

粉末冶金法制备氧化物颗粒增强Cu基复合材料

采用粉末冶金工艺制备了不同氧化物颗粒增强的Cu基复合材料,研究了Cu基复合材料的组织与性能变化,探索了不同氧化物颗粒对Cu基复合材料的增强效果和强化机理。结果表明,具有相近物理性能的氧化物颗粒增强Cu基复合材料的性能也相近,Al_2O_3和MgO粉体颗粒的物理性质相近,而Al_2O_3/Cu和MgO/Cu复合材料的性能也相近,其硬度均高于SiO_2/Cu复合材料。当颗粒体积分数为2.5%时,Al_2O_3/Cu复合材料和MgO/Cu复合材料的硬度(HB)分别为94.4和93.9。复合材料的强化机制以位错强化和颗粒复合强化为主,纳米级氧化物颗粒的钉扎和挤压过程中产生的位错等共同作用提高了复合材料的力学性能。     

加强板长凸筋的冲压工艺分析及模具设计

通过对长加强凸筋的冲压工艺分析,设计了一种独特的,在普通冲床上进行冲压加工的模具,实现了不需要专用设备,也能在普通冲床上进行冲压加工.     

银包覆Bi2223超导带材的热压试验研究

对银包覆Ｂｉ２２２３高温超导带材的热压作了系统试验研究，确定了合理的带材热压处理工艺规范。结果表明热压处理能提高超导带中粉芯的密度和晶粒织构度，从而提高超导带材临界电流密度Ｊｃ。超导带材的Ｊｃ与热压的温度、压力、热压与冷压的结合方式等有密切的关系。最大的Ｊｃ为２．２×１０４Ａ／ｃｍ２，７７Ｋ，０Ｔ。     

Diffusion behavior of Nb element in high Nb containing TiAl Alloys by reactive hot pressing

Diffusion behavior of Nb in elemental powder metallurgy high Nb containing TiAl alloys was investigated. The results show that Nb element dissolves into the matrix by diffusion. Pore nests are formed in situ after Nb diffusion. With the increase in hot pressing temperature, the diffusion of Nb will be more sufficient, and the microstructure is more homogeneous. Nb element diffuses completely at 1400℃. Meanwhile, compression deformation and agglomeration phenomena of pores are observed in some pore nests. Hot isostatic pressing （HIP） treatment can only efficiently decrease but not eliminate porosity completely.     

热挤压及热处理对等通道挤压法制备纳米级金属组织和性能的影响

等通道挤压(Equal Channel Angular Pressing)是制备纳米级金属结构材料的有效方法,热挤压过程中,可能发生动态回复和动态再结晶。针对以上情况,总结了挤压变形温度及挤压后热处理对组织和性能的影响,并对其发展趋势做了进一步的展望。     

硬质合金大规格顶锤成型工艺的研究

研究了压制成形过程硬质合金顶锤的制备工艺及工艺参数影响抗断裂强度的规律性,分析了冷等静压可得到理想压坯密度的理论基础。提出了大制品成型方法。     

Experiments with a Low-Cost Hot Isothermal Pressing Machine Developed for Superplastic Forming

Hot isothermal/isostatic pressing machines are technically good candidates for superplastic forming (SPF) of otherwise hard-to-shape materials such as superalloys. These machines are, however, very expensive so that small or medium-size enterprises can not afford them. This has impeded widespread use of SPF processing. In an attempt to alleviate the problem, the authors have developed a laboratory model of an affordable hot isothermal pressing machine with differential gas pressure as the forming medium. Careful selection of process parameters such as temperature, gas pressure, strain rate, and process time as well as monitoring of thickness changes in a workpiece has a pivotal role in successful operation of such machine. It has been illustrated in this article that SPF can be successfully performed with this machine on the basis of process parameters estimated with existing analytical relations. The performance of this machine has been verified by several experiments on SPF of titanium-based sheets, as reported in this article.     

等径角挤压对大尺寸纯铝棒材力学性能的影响

采用等径角挤压(ECAP)技术挤压大尺寸工业纯铝棒材,探讨了挤压次数对其力学性能的影响。结果表明,随挤压次数的增加,纯铝棒的抗拉强度、屈服强度得到显著提高,6道次左右达到饱和,与未挤压的棒材相比,其抗拉强度提高185%,屈服强度提高138%;伸长率经1道次挤压后大幅度下降,由28.8%下降至8.8%,此后伸长率基本保持稳定。硬度也随挤压次数的增加而增加,在4道次达到饱和。     

转模等通道转角挤压路径对AZ31镁合金组织和力学性能的影响

利用3D转模等通道转角挤压(3D-RD ECAP)设备, 对AZ31镁合金进行了A', B_A', B_C'与C' 4种路径的ECAP实验. 对试样的显微组织观察显示, 经4种路径挤压后合金显微组织都明显细化, 但不同路径对微观组织和力学性能的影响不同. 经A' 和B_A'路径挤压的试样组织中晶粒尺寸和硬度分布比其它两种路径挤压的试样更均匀, 且显示出更高的塑性. 通过对各种路径挤压过程中试样内部立方单元的变形分析, 揭示了传统的剪切模型理论的不足. 利用有限元方法模拟了试样ECAP的形变过程, 证实材料在变形过程中各部位受力差异很大. ECAP对试样变形的均匀性主要取决于拉/压应力交替作用于试样各个部位的顺序, 而与传统剪切模型中的立方单元变形规律没有直接关系.     

3D finite element method analysis of deformation and temperature rise during equal-channel angular pressing

The material flow, temperature rise of the billet and pressing load during equal-channel angular process （ECAP） were studied by using 3D finite element method for Cu at different comer angle of mold, interfacial friction coefficient between the billet and the mold. As comer angle increases, the magnitude of shear deformation decreases and the strain difference between upper and lower part of the material becomes more apparent. The pressing load and peak temperature rise of the billet become low as the interracial friction coefficient decreases. The effects of the comer angle of mold on the temperature rise of the billet can be ignored, but the effects of the friction coefficient between the mold and the billet must be taken into account. For pressing load, the effect of the friction coefficient is larger than that of the comer angle. A good agreement between the simulated and measured material flow is obtained.