高能机械化学法制备亚微米MoC粉体

使用自行设计的高能机械化学球磨机,在室温和煤气气氛下球磨钼粉,得到了亚微米碳化钼粉体.分别利用X射线衍射仪、扫描电镜对制得的粉体进行结构和粒度分析.结果表明,在球料的质量比为8:1的情况下经过30h球磨,可得到六方结构的MoC粉体,粉体平均粒度为100nm.在Mo与煤气的高能机械化学反应过程中,球磨机转速的高低对反应速率有重大影响.     

高能机械化学法制备微纳米氮化钼粉体的研究

利用自行设计的高能机械化学球磨机直接使Mo和NH3球磨反应形成了微纳米Mo2N粉体。在球磨过程中，粉体细化和氮化反应同时进行并完成。球磨30h后，Mo2N生成率接近90％，粉体平均粒度在100nm以内。从机理上进一步进行了探讨，并给出了微纳米氮化钼形成的机理模型。     

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。     

高能机械化学法制备微纳米MoC粉体及涂层磨损试验研究

室温下利用自行设计的高能机械化学球磨机,将钼粉在煤气气氛中通过高能球磨得到了微纳米碳化钼粉体.利用XRD和SEM对制得粉体的物相及粒度分析表明:在球料比为8:1,球磨时间为30 h条件下,得到了微纳米MoC粉体,粉体平均粒度在100 nm以内.将不同比例的微纳米MoC粉体掺入Ni60金属合金喷涂粉.利用等离子喷涂在40Cr钢基体表面形成金属陶瓷涂层.磨损试验表明,用掺入微纳米MoC粉体的喷涂粉喷涂样品表面,样品耐磨性显著提高.     

超微碳化钼粉体的制备及其形成涂层的磨损性能研究

利用自行设计的高能机械化学球磨机,在室温下使钼粉在煤气气氛下高能球磨得到了超微碳化钼粉体。分别利用X射线衍射仪、扫描电镜及透射电镜对制得的粉体的结构和粒度进行了分析。结果表明,在球料比为8∶1的情况下经过30 h球磨,得到了六方结构的MoC粉体,粉体平均粒度在100 nm左右。以Ni60为粘结金属并分别加入5%、10%和15%的超微碳化钼粉体,利用等离子喷涂在40Cr钢基体表面形成热喷涂层。通过对涂层进行磨损试验表明,加入超微MoC粉体的涂层的耐磨性显著提高,并且涂层的耐磨性随MoC粉体加入量的增加而提高。     

机械合金化制备Al2O3/Mo5Si3粉末研究

以MoO3粉、Mo粉、Si粉和Al粉为原料,利用机械合金化制备了具有纳米晶组成的Al2O3/Mo5Si3复合粉体,利用X射线衍射(XRD)、激光粒度分析仪(LPS)和扫描电子显微镜(SEM)对Al2O3/Mo5Si3复合粉体的形成以及在球磨过程中的粉体演变进行分析和表征.结果表明:球磨10h后,原料粉末发生反应生成了A...     

低温微正压碳热氮化法制备微纳米Mo(C,N)粉末

金属Mo的碳氮化物对改善金属基复合材料的结构性能起到重要作用,而Mo(C,N)固溶体综合了金属及碳氮化物的性能,其改善复合材料结构的效果优于单纯的Mo_2C或者MoN粉末。本研究采用机械合金化技术和微正压碳热氮化法,低温下制备微纳米Mo(C,N)固溶体粉末。利用热重分析–示差扫描量热法(thermogravimetric analysis–differential scanning calorimetry,TG–DSC)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析考察机械力及氮化条件对粉体结构及粒度的影响。结果表明:MoO_2粉末和碳粉经9 h高能球磨后,机械力足够使粉末细化,同时能够增加界面能和缺陷,以提供MoC–N化学吸附向微纳米Mo(C,N)固溶体粉末转变所需的激活能,并借此改变Mo原子表面电子的不饱和性,结合微正压N_2气气氛,促使混合粉末在碳化阶段Mo与N有效键合;最终,在N_2气压力0.2 MPa、850℃下制备出了Mo(C,N)微纳米类球形粉末;碳氮化温度低,有效地降低了能耗,节约了成本,有重要的工业应用前景。     

Al-ZnO反应球磨制备Zn/Al2O3复合粉末研究

采用X射线衍射仪、电子扫描和DTA差热分析等手段,研究了在Ar气氛保护下Al-ZnO粉在高能球磨过程中发生的机械合金化反应.分析了不同球磨时间对粉体颗粒大小、成分、形貌、热稳定性及Al2O3粒子反应生成的影响.结果表明高能球磨可以有效实现Al-ZnO固相置换反应.经过30h球磨后,Al-ZnO能完全发生机械合金化反应,60h后可获得Zn-Al2O3复合粉末.置换生成Zn的熔点降低到398℃.     

球磨工艺对钼粉溶解率影响的研究

本文研究了球磨MoO_2和Mo粉工艺对两阶段氢气还原法制备的催化剂行业所用钼粉在含双氧水有机溶剂中溶解率的影响。结果表明:对Mo粉进行球磨时,若采用低球料比、短时间球磨,则不仅粉末颗粒难以破碎,反而加重其"颗粒桥接"现象,使其溶解率降低,若采用高球料比、长时间球磨,则粉末中的Fe、Ni杂质含量显著增加,粉末的溶解率也因此降低;对MoO_2采用低球料比、短时间的球磨,还原所得Mo粉的杂质含量保持不变,而粉末粒度及一次颗粒的团聚情况明显降低,从而使Mo粉的溶解率提高。     

Mo(Si,Al)2粉末材料的机械合金化合成

通过机械合金化由MoSi2,Mo和Al粉末合成了Mo(Si1-x,Alx)2粉末材料,用X射线衍射分析了相的变化和粉末的晶粒度,用扫描电镜观察球磨后的粉末形貌与粒度,并根据Burgio模式估算了生成Mo(Si,Al)2相的球磨能.结果表明MoSi2,Mo和Al混合粉经高能球磨5 h后生成了MoSi2和Mo(Si,Al)2,没有单质粉末剩余,也无Al-Mo中间相产生;球磨40 h后的粉末粒度为亚微米级,晶粒度在21 nm～40 nm之间,Mo(Si,Al)2相的机械合金化合成机理为类自蔓延反应,其生成所需的球磨能量约为15.4 kJ/g.     

球磨工艺对Al2O3/Mo复合材料组织的影响

针对原位自生Al2O3增强钼基复合材料晶粒较大的问题,采用溶胶-凝胶与高能球磨相结合的方法细化复合材料晶粒,并利用SEM、XRD对不同球磨工艺所制备Al2O3/Mo复合粉末及复合材料的组织进行了观察和分析。结果表明:随着球磨时间的延长,Al2O3/Mo复合粉末颗粒由球状变为层片状再成为细小的球状,颗粒大小由约1.5μm细化为约500nm,其中的钼晶粒不断细化;高球料比所得粉末的分散性和破碎细化程度较好;转速提高使得粉末颗粒的尺寸均匀程度降低,且伴有结块现象,不利于粉末的细化。在球料比5∶1、转速300r/min、球磨时间60h条件下获得的复合粉末,经压坯烧结可制备出Al2O3颗粒为纳米级的钼基复合材料。     

球磨电瓷废料制备透水砖粉体原料

研究了球磨工艺对电瓷废料球磨效率的影响,并以电瓷废料球磨粉体为原料制备了透水砖。结果表明：电瓷废料粉体的粒度随球磨时间的延长而逐渐减小,随着球磨转速的增加呈现先减小后增大的趋势,表明球磨效率先提高后降低。由于电瓷废料硬度高,随着大球磨球比例的增加,粉体粒度减小;当中球比例降低后,球磨粉体粒度又随大球比例的增加而增大。当装料量小于35%时,电瓷废料粉体的粒度逐渐上升,球磨效率逐渐降低;当装料量大于35%后,电瓷废料粉体的粒度上升速度加快,球磨效率迅速降低。通过优化电瓷废料球磨工艺并综合考虑透水砖性能,确定球磨时间为20 h、球磨转速为140 r·min^-1、瓷球大、中、小级配比为5:3:2、装料量为35%较为合适,球磨后电瓷废料粉体的中位径为4.1μm,筛余量为15%。以电瓷废料球磨粉体为主要原料制备透水砖,获得了抗压强度6.1 MPa、透水系数0.028 cm·s^-1的透水砖。     

Al-Pb粉末在机械合金化过程中的粒度及形貌演变

采用XRD，SEM，TEM和粒度分析仪对Al-15％Pb和Al-15％Pb-4％Si—1％Sn—1．5％Cu(质量分数，％)混合粉末在机械合金化过程中的粒度及形貌演变进行了研究。结果表明：混合粉末经球磨后都可以获得纳米晶，球磨对Pb的细化明显大于对Al的细化作用；在相同的球磨时间下，添加有Si，Sn，Cu混合粉末的Al，Pb晶粒更小，其获得纳米晶的时间更短。由于冷焊与断裂在MA不同阶段的主导不同，Al-15％Pb-4％Si-1％Sn—1．5％Cu粒子经历了快速长大、快速减小和慢速减小3个阶段；而Al—15％Pb粒子细化则是增大-减小的反复过程，在球磨过程中Si作为硬度高的脆性粒子难于完全实现合金化，而Sn，Cu合金化速度较快。     

高能球磨工艺对Mo颗粒尺寸的影响

研究了高能球磨不同工艺对Mo粉末颗粒尺寸的影响。实验结果表明：使用无水乙醇作为球磨介质进行湿磨以及提高球磨的转速都可有效的降低Mo颗粒的尺寸。而且球磨初期Mo颗粒迅速细化，到10h左右，粉末粒径趋于稳定。     

球磨时间对钨粉粒度分布及形貌影响

通过改变球磨时间,获得不同粒度分布的钨粉颗粒,分析球磨时间对钨粉粒度分布和形貌特征的影响,提高粒度分布在目标区间（5～11 μm）的钨粉颗粒体积分数。结果表明,球磨的前2 h对原料中大颗粒钨粉的影响较大,钨粉颗粒最大粒径由134 μm迅速下降到20 μm左右。随着球磨时间的增加,钨粉粒度分布指标减缓下降,除粒径变小外,颗粒形貌基本无变化,但是在球磨10 h后开始出现团聚现象。综合分析可知,球磨时间的改变对钨粉粒度分布指标影响较大,球磨时间为8 h时,可获得粒度分布最窄的钨粉颗粒,在目标区间的钨粉颗粒体积分数达到75%。     

高能球磨对新型TiC钢结硬质合金组织和性能影响的研究

采用行星式球磨机对Fe-3.0Cr-3.0Mo-0.5Cu-0.5C-33TiC新型钢结硬质合金混合粉末进行高能球磨,对不同球磨时间粉末的形貌和粒度进行观察,测定了烧结后合金的密度、硬度和抗弯强度,并对其组织结构进行了分析.结果表明：球磨初期,粉末粒度迅速减小,粉末出现片状形貌,随着球磨时间增加,粉末粒度减小速度变缓,最后趋于稳定,片状形貌逐渐消失,不规则球形形貌增多.球磨过程中,Fe与其它添加元素（C、Mo、Cu）发生合金化反应.在一定时间内,随着球磨时间的增加,混合粉末成分均匀性增加,合金的密度、硬度和抗弯强度也明显提高.     

双芯环结构Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备与性能研究

采用固相化学反应与碳热还原氮化相结合的方法, 将W、Mo、Ta等重金属元素与(C, N)复合, 制备得到(W, Mo, Ta)(C, N)粉末, 并利用高能球磨机与Ti(C, N)基体进行混合, 再经压制成型、低压烧结制备出具有双芯环结构的Ti(C, N)基金属陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析双芯环结构对Ti(C, N)基金属陶瓷微观形貌和力学性能的影响。结果表明, 在高温烧结过程中, 通过Ostwald溶解–析出机制所形成的双芯环结构可以阻止裂纹扩展, 达到增韧效果; 结果说明, 可通过优化Ti(C, N)基金属陶瓷材料的芯环结构, 达到增加金属陶瓷材料韧性的目的。     

球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末微观组织及硬度的影响

以机械破碎Al-7Si-0.3Mg合金粉末为原料进行高能球磨, 对不同球磨时间的合金粉末进行金相观察、X射线衍射分析、透射电镜表征及显微硬度测试, 研究球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末的影响。结果发现, 高能球磨导致共晶硅颗粒从微米尺度细化到亚微米尺度, 颗粒形状从多面体转变成圆形, 颗粒内部有层错生成。随着球磨时间逐渐增加到60 h, 合金粉末平均颗粒尺寸从134μm逐渐下降到22μm, Al(Si, Mg)基体晶粒尺寸从438 nm降低到23 nm, 粉末显微硬度从HV 93增加到HV 289。粉末硬度的增加主要归功于球磨导致的晶粒细化(细晶强化作用), 此外, 球磨过程中硅颗粒的细化以及球磨引起的Mg、Si原子在基体内固溶度的增加也有利于粉末硬度的提高。