球磨时间与含碳量对铜碳复合材料组织与性能的影响

将铜粉和碳粉分别按质量分数为Cu-2%C和Cu-8%C配比混合,经过高能球磨得到铜-碳复合粉末,然后冷压成形,压坯在H2气氛、820℃温度下烧结2 h,获得铜-石墨块体材料。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜以及电导率测试仪等对高能球磨后的复合粉末和块体材料的物相组成、微观组织结构与导电性能进行分析,研究球磨时间与碳含量对铜-碳复合粉末与块体材料的组织结构及性能的影响。结果表明,铜碳混合粉末经高能球磨,得到亚稳态Cu(C)过饱和固溶体,经固相烧结后形成"蠕虫状"组织。随球磨时间延长,材料密度先增加后减小,球磨24 h时密度最大,Cu-2%C和Cu-8%C材料的密度分别为7.58 g/cm3和6.79 g/cm3;电导率随球磨时间延长而增加,球磨72 h时Cu-2%C和Cu-8%C的电导率分别为54.2%IACS和33.0%IACS。     

机械合金化制备铜石墨复合粉体的研究

以铜粉和碳粉为原料,按C-5%.Cu和C-8%.Cu配比分别高能球磨8 h,24 h,40 h。在H_2气氛下以300℃保温3 h对复合粉末进行退火处理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析手段对铜石墨机械合金化(MA)混合粉体微观组织结构进行分析。结果表明:铜-碳复合粉体在常温下高能球磨可得到Cu(C)亚稳态过饱和固溶体。随着球磨时间的延长,粉末粒度逐渐减小,为5~10μm。复合粉末中铜的衍射峰不断降低且宽化,并向低角区有微小偏移,碳的衍射峰也在逐渐降低。     

Al2O3/Cu复合材料内氧化粉末的制备

通过引入高能球害，为Al2O3／Cu复合材料的内氧化工艺提供了新的粉末制备途径。高能球窘可制备亚稳态的Cu-Al预合金粉末，使用该粉末进行内氧化，既可避免复杂的雾化制粉装置，又可使Al的脱溶氧化变得容易，缩短内氧化的周期；Cu2O粉末与Cu-Al预合金粉末一起进行球磨。一方面改善了粉末内氧化的动力学条件，另一方面避免了Cu2O分解后产生的富铜相。球磨过程适宜的酒精加入量为15mL／100g粉料。Cu-Al系粉末在经过96h的球窘后合金已经形成，合金粉末向层片结构发展，此时粒子已经细化。X射线衍射图谱中Al的衍射峰的消失是Cu-Al系粉末形成合金的标志，并不是晶粒细化所致。Cu-2．0％Al比Cu-0．8％Al的合金更容易细化，层片结构更突出。     

过共析Ti-Cr合金的机械合金化

以钛、铬元素粉为原料研究了Ti-20％Cr(质量分数)和Ti-30％Cr 2种合金的MA规律。研究结果表明,在球磨初期的2 h内会发生钛的(011)主衍射峰强度迅速降低,(010)第二衍射峰强度提高并成为了最强峰,以及铬的衍射峰强度提高的现象。随着球磨时间的增加,钛和铬的X射线衍射峰都发生宽化、强度下降和衍射角左移减小。当球磨时间为30～40 h时,钛逐步非晶化。但是,在本试验条件下铬没有发生非晶化。MA的前10 h是粉末晶拉细化、晶格应变和合金化进行得最迅速的时期,经过该阶段球磨后铬的晶粒度可达20 nm;进一步球磨有利于获得过饱和固溶的合金粉末。2种合金在超过100 h的MA过程中均未发现在固相合成Laves相TiCr_2。根据试验结果制备纳米晶或者非晶过饱和固溶Ti-Cr合金粉末的合理球磨时间为30～40 h。     

锂离子电池中高容量Si-Cu/C复合负极材料的制备与性能研究

采用高能球磨方法制备了用作锂离子电池负极材料的Si—Cu／C复合材料。X射线衍射和扫描电子显微镜结果表明，复合材料中Si和Cu5Si是共存的，活性硅颗粒均匀地分散在石墨和惰性的铜硅合金基体中。电化学测试在电流密度0．2mA·cm^-2，电压范围0—1．4V条件下进行，其结果表明高分散Si—Cu／C复合材料首次可逆容量为524mAh·g^-1，远高于目前普遍使用的中间相碳微球；循环寿命也远优于同粒度的硅单体，经过30次循环后容量仍保持531mAh·g^-1。其高比容量和良好的循环性能表明：高分散Si—Cu／C复合材料有望替代碳成为锂离子电池负极材料。     

Mn含量对粉末冶金铁铜碳低合金钢组织与力学性能的影响

采用铜粉、石墨粉和铁粉为原料,以Fe-74.8Mn-6.9C中间合金粉的形式加入Mn元素,制备粉末冶金Fe-x Mn-(2-x)Cu-0.3C(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1。质量分数,%)低合金钢,研究Mn含量对该合金组织与力学性能的影响。结果表明,合金组织由铁素体和珠光体构成。加入含Mn中间合金粉对混合原料粉末的压制性能没有明显影响。随Mn含量增加,合金中孔隙的数量增多,尺寸变大;合金密度先升高后降低,Mn含量为0.4%时合金密度最大,达到7.24 g/cm~3;合金硬度先升高后降低,Mn含量为0.6%时硬度最大;合金抗弯强度下降,冲击韧性升高,Mn含量超过0.4%时二者变化均较小。因此Fe-0.6Mn-1.4Cu-0.3C合金具有较好的综合性能,硬度(HRB)和冲击韧性分别达到57.4和8.80 J/cm~2,比Fe-2Cu-0.3C合金分别提高5.3和0.82 J/cm~2,材料呈部分韧性断裂特征。     

W-4.9Ni-2.1Fe 高比重合金的摩擦磨损行为

采用高能球磨和放电等离子体烧结技术制备W-4.9Ni-2.1Fe高比重合金,研究不同球磨时间对合金显微组织结构和摩擦磨损行为的影响. 结果表明:当球磨时间较短（2 h）时,合金粉末中Ni、Fe元素仍以单质的形式存在;随着球磨时间的延长,Ni(Fe)溶入W晶格中形成W的过饱和固溶体,W衍射峰强度逐渐变弱,峰形明显宽化,合金试样的相对密度呈下降趋势;适量的球磨时间（24 h）,既可以保证合金中黏结相的含量和均匀分布,又不至于引入过量的杂质元素而引起合金成分改变,合金拥有最优的耐摩擦磨损性能.      

热压烧结法制备石墨/铜铬自润滑复合材料的组织性能

将机械合金化所制得的铜铬合金粉末,采用热压烧结法制备成石墨/铜铬复合材料,并着重分析了其组织性能。结果表明,随着铬含量的增加,复合材料的相对密度和电导率逐渐降低,硬度逐渐升高,抗弯强度先升后降且于铬含量为1%时达到最大。其中含1%Cr和2%C复合材料的相对密度为99.82%,电导率为85.57%IACS,硬度为HBS 69.34,抗弯强度为330MPa。与常规冷压烧结法相比,热压烧结法所制备复合材料的晶粒更加细小,增强相分布更加均匀,故其综合性能更加优异。     

添加球磨铁碳粉对Fe-2Cu-0.8C材料性能的影响

本文采用不同工艺制备球磨铁碳粉,并以球磨铁碳粉替代石墨粉与铁粉、铜粉混合,配制Fe-2Cu-0.8C材料,研究添加球磨粉的球磨时间和球磨粉成分对材料性能的影响,并与元素粉配料的Fe-2Cu-0.8C材料进行对比。结果表明,与添加其他球磨时间粉末的材料相比,添加球磨12 h粉末配制的材料,粉末的流动性好,试样的密度、强度和硬度相对较高。添加不同碳含量球磨粉末的材料,粉末的流动性和试样的密度与添加的球磨粉碳含量关系不大,试样的强度和硬度随碳含量增加有所降低。与元素粉配料的材料相比,添加球磨12 h粉末配制的材料强度和硬度提高近30%。     

Cu-C-Ti系和Cu-CuO-Al系合金粉末的机械合金化

将CU-C3.3%-Til3.3%和CU-Cu02.5%-Al11.1%(质量分数)二合金粉末分别进行机械合金化,结果发现,经20h球磨后,C的衍射峰已经消失,Ti、Al、CuO的衍射峰强度显著降低;60h球磨后,二合金粉末都形成了Cu基过饱和固溶体;100h球磨后,部分Ti、C、Al、O溶质元素脱溶析出,并反应生成TiC和Al₂O₃。机械合金化导致粉末细化、亚晶界和位错等缺陷产生是形成过饱和固溶体和促进第二相析出的重要原因。     

快速凝固铝锂合金粉末特性对其挤压村组织和性能的影响

采用一种快速冷凝装置研制了Al-2.5Li-1.6Cu-1.2Mg-0.2Zr合金粉末及合金。探讨了合金粉末特性及其对快速凝固铝锂合金微观组织和力学性能的影响。采用片状粉末制备的这种快速凝固铝理合金,具有较好的强塑性综合力学性能。     

喷射成型Zn60Al32Cu2Si6过喷粉末的研究

通过喷射成型技术制备了Zn60A132Cu2Si6合金粉末,并通过X射线衍射、扫描电镜及激光粒度仪对粉末的物相能成、微观形貌和粒度分布进行了分析.结果显示:粉末由富Al的а相、富zn的η相、Si相以及少量的富铜相ε-CuZn4组成,粉末形貌大部分为圆球形,且有卫星颗粒,粉末尺寸分布在2～40gμm之间.     

粉末热锻双层材料凸轮的显微组织与力学性能

以Fe–2Cu–1C基粉为凸轮内层材料,并以此基粉为原料加入Cr、Mo、Si等合金元素,作为凸轮外层材料,采用粉末锻造工艺制备双层材料凸轮,研究合金元素和锻造工艺对凸轮显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:以Fe–2Cu–1C–1.5Cr–0.85Mo粉体作为外层材料,采用1050℃热锻的凸轮在密度7.56 g·cm–3时,抗弯强度、硬度和摩擦系数分别为1400 MPa、HRB 100和0.35;锻态组织为马氏体、贝氏体、屈氏体、合金块的混合组织。     

Effect of rare earths on corrosion resistance of Cu-30Ni alloys in simulated seawater

Cu-30Ni-xRE(x=0-0.213 wt.%) alloy was prepared by adding rare earths(RE) in melted Cu-30Ni alloy using metal mould casting method.The effects of RE on corrosion resistance of the alloy in simulated seawater were investigated using optical microscope,scanning electronic microscope with energy-dispersive spectrometer and electrochemical measurement system.The results showed that the corrosion resistance of Cu-30Ni alloy was greatly improved by adding proper amount of RE,whereas excess addition of RE worsened ...     

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.     

不同碳气氛对TiC-FeCrMo硬质合金组织及抗弯强度的影响

采用粉末冶金工艺制备了Fe-2.0Cr-2.0Mo-0.3C-35TiC钢结硬质合金。在1425～1455℃范围内研究了不同碳气氛对合金密度和抗弯强度的影响。不同碳气氛采用不同装舟方式来控制,即样品掩埋入TiC填料方式、样品曝露于Al2O3+4%C填料之上、样品与Al2O3+4%C之下铺一层碳黑并曝露方式。通过OM、SEM观察了合金的微观组织形貌;通过EDX手段分析了合金中各相的组成成分;测量了合金的密度和抗弯强度。结果表明,采用样品与Al2O3+4%C之下铺一层碳黑并曝露方式能够提供充足的碳气氛,改善液态Fe与TiC微粒的润湿性,1435℃下烧结1h所得的试样具有理想的致密度和抗弯强度,其密度达6.51g.cm-3,抗弯强度达1659MPa,比目前国内生产的相近成分的合金抗弯强度提高了约22%。     

Formation and capturing of nanoparticles in Cu-1 wt.%Fe alloy melt during directional solidification process

A single crystal Cu-1wt.%Fe alloy with finely dispersed iron-rich nanoparticles which keep coherent interface with the copper matrix was prepared under directional solidification.Formation of nanoparticles in the alloy melt was investigated by performing differential scanning calorimeter tests and designed water quenching experiment at a certain temperature.Results show that iron-rich nanoparticles are formed in the Cu-1wt.%Fe alloy melt before primaryα-Cu forms,which is not consistent with equilibrium phase diagram.Mechanism that iron-rich nanoparticles are uniformly captured in the matrix was described,which is that numerous nanoparticles follow Brownian motions and are engulfed in the solidified matrix which makes it possible to form uniformly distributed nanoparticles reinforced single crystal Cu-1wt.%Fe alloy.     

Cu含量对粉末冶金AlCuMgSi合金性能的影响

用金属Al粉、Cu粉、Mg粉和Al-Si粉为原料,采用液相烧结法制备Cu含量(质量分数,下同)为0~6.0%的AlCuMgSi合金,研究Cu含量对AlCuMgSi合金组织与力学性能的影响,采用国外的Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si粉末为原料,用相同的工艺制备Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si合金作为性能对比试样。结果表明:在铝合金中添加Cu元素后,组织致密均匀,密度、硬度和抗拉强度等均显著提高。当Cu含量为4.0%时材料的性能最优,密度为2.72g/cm3,致密度达到98.9%,硬度HB为64,抗拉强度为207MPa,伸长率为2.1%,与采用国外的Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si粉末制备的材料性能相当。     

Effect of Additive Cu-10Sn on Sintering Behavior and Wear Resistance of 316L Stainless Steel

 Austenitic 316L stainless steel has good corrosion resistance; however, the relative softness often limits its application. Severe adhesive wear often occurs between the 316L stainless steel and the metal counterpart. Cu-10Sn alloy is often used to improve the wear resistance of powder metallurgy 316L stainless steel. The influence of Cu-10Sn on sintering behavior and wear resistance of powder metallurgy 316L stainless steel was investigated. The parameters investigated included sintering temperature and volume percent of Cu-10Sn. A maximum relative density of 97% was achieved with 25% (in volume percent) Cu-10Sn content at a sintering temperature of 1300 ℃ for 60 min. The irregular and sharp angles of 316L stainless steel particles become round, and the pores are removed completely as a result of large amount of liquid phase formed during sintering. The minimum friction mass loss was achieved with 25% Cu-10Sn content.