喷雾转化法制备WC-Co复合粉末制备硬质合金的研究进展

综述了国内外以钨源、钴源或钨源、钴源、碳源通过喷雾转化法制备WC-Co复合粉末及硬质合金制备的研究进展。主要讨论制备WC-Co粉末及硬质合金的思路、方法、工艺参数和合金性能,为喷雾转化法制备WC-Co复合粉末制备硬质合金提供研究思路及方法。通过不断优化、改进制备工艺和方法可制备出工艺流程短、组元分布均匀、杂质含量低、粒度分布窄、晶粒度小、成本低的WC-Co复合粉末。     

七铝酸十二钙电子化合物单晶的电输运及电子发射性能

采用放电等离子烧结–光学悬浮区域熔炼–高温活性金属Ti还原相结合的制备方法成功获得了[Ca24Al28O64]4+:4e-(C12A7:e-)单晶体。测试了C12A7:e-的电子浓度,在800～1 100℃温度范围内测试了C12A7:e-单晶体自由生长面的热电子发射性能。结果表明:以活性金属Ti作为还原剂,在1 100℃还原30 h后,获得了接近理论电子浓度最大值(2.1×1021 cm-3)的C12A7:e-单晶,室温下的电导率达到1.96×103S/cm。在1 100℃,电压为3.5 kV时,发射电流密度达到最大值1.25 A/cm~2,平均有效逸出功为1.81 eV,表现出良好的热发射性能。     

压力对NiO晶体结构及电子结构影响的理论研究

采用密度泛函理论的方法研究了不同压力条件下立方结构NiO氧化物的晶格结构、稳定性和电子结构。计算结果表明,NiO氧化物的晶格参数逐渐减小,键长变小,对称性保持不变;体系费米能先降低后增加;零压力下其存在着0.46eV的间接带隙,费米能级附近的状态密度较低,随着外压力的增加,带隙先减小再增大,费米能级附近的态密度先增大再减小。分析结果表明,随着外压力的增加,NiO氧化物价带顶附近的载流子有效质量先增大再减小;导带底的载流子有效质量均较小。外界加力还改变了NiO体系的电子分布情况。     

胶体干燥工艺对制备CaMnO3粉末的影响

以金属硝酸盐为初始原料,利用溶胶凝胶法制备了溶胶,在不同干燥工艺条件下得到各类干凝胶前驱物,后经煅烧得到CaMnO3多晶粉末。本文研究了不同干燥工艺对制备CaMnO3粉末的影响,并利用XRD、SEM、TEM、激光粒度分析仪等表征手段分析了所得粉末。结果表明,多温区连续升温干燥工艺有利于得到完全脱水的干凝胶前驱物,其中90℃+120℃+140℃+160℃连续加热干燥工艺方式最佳,所得干凝胶前驱物经950℃煅烧后能够得到结晶性良好,颗粒较为均匀且形貌规则的CaMnO3多晶粉末,多晶颗粒体由单晶区域组成,各单晶取向不同。     

原位合成WC-6Co复合粉末制备超细YG6硬质合金

将原位合成WC-6Co复合粉末采用干袋式冷等静压压制成型(压制压力1×10~8 Pa、保压时间15 s),将压制好的坯料采用低压烧结炉烧结(烧结温度1360℃、烧结时间40 min、加压5 MPa、保温保压时间20 min),烧结制备超细YG6硬质合金,对合金的形貌、金相组织及物理力学性能进行分析。结果表明:原位合成WC-6Co复合粉末制备的超细YG6硬质合金,晶粒异常长大,WC平均晶粒尺寸为0.8μm,硬度HV_(30)为(21500±100) MPa,较传统超细YG6X硬度高。再将WC-6Co复合粉末采用滚动湿磨、压力式喷雾干燥、掺成型剂、挤压成型、低压烧结等工序制备超细YG6硬质合金,研究不同晶粒长大抑制剂配比、球磨时间、挤压压力、烧结温度对合金性能的影响。结果表明:添加0.3%VC、0.8%Cr_3C_2(质量分数),湿磨48 h,挤压压力24 MPa,烧结温度1340℃,制备的超细YG6硬质合金WC晶粒均匀,无异常长大的WC晶粒,WC平均晶粒度尺寸0.4μm,呈多边形,外形较圆。强度、硬度最高,抗弯强度TRS为(2250±20) MPa、硬度HV30为(22600±100) MPa。断口形貌为沿晶断裂,沿WC与WC晶界断裂或WC与Co晶界断裂。     

Effect of particle size on the polycrystalline CeB6 cathode prepared by spark plasma sintering

The full densification polycrystalline cerium hexaboride (CeB6) cathode material was prepared by using the spark plasma sintering (SPS) method in an oxygen free system. The starting precursor nanopowders with an average grain size of 50 nm were prepared by high-energy ball milling. The ball-milled nanopowder was fully densified at 1550 °C under 50 MPa, which was about 350 °C lower than the conventional hot-pressing method and it was also lower than that of coarse powder under the same sintering condition. The mechanical properties of nanopowder sintered samples were significantly better than that of coarse powder, e.g., the flexural strength and Vickers hardness were 211% and 51% higher than that of coarse powder, respectively. The electron backscattered diffraction (EBSD) result showed that the (100) fiber texture could be fabricated by the ball-milled nanopowder sintered at 1550 °C and the thermionic emission current density was measured to be 16.04 A/cm2 at a cathode temperature of 1873 K.     

放电等离子反应液相烧结制备CeB6阴极与性能研究

以氢直流电弧法制备CeH_x纳米粉末, 再采用放电等离子（SPS）反应液相烧结纳米CeH_x和微米B的混合粉末, 制备了高性能CeB₆多晶块体热阴极材料. 研究了SPS制备CeB₆的烧结反应式及反应液相烧结机制, 确定SPS烧结CeB₆的最佳工艺为： 压力50MPa, 烧结温度1500℃, 保温时间5min. 实验结果表明, SPS制备得到了高纯单相CeB6多晶块体, 纯度达到99.89％, 相对密度达到99.61％, 维氏硬度达到2051kg/mm², 抗弯强度达到254.2MPa. 样品在1600℃温度下拐点发射电流密度达到20.38A/cm², 功函数为2.42eV. 与传统制备法相比, SPS制备显著降低了CeB₆的烧结温度, 缩短了烧结时间, 提高了力学和发射性能.     

Sm(Co_(0.74)Cu_(0.12)Fe_(0.1)Zr_(0.04))_(7.5)纳米晶烧结磁体的结构和磁性能

采用放电等离子烧结技术制备了致密纳米晶SmCoCuFeZr烧结磁体,研究了磁体的结构和磁性能.X衍射结果表明,烧结磁体具有TbCu_7结构.TEM观察显示,烧结磁体平均晶粒尺寸为35nm.室温时磁体的剩磁为0.49T,矫顽力高达1.42T,而剩磁比Mr/Ms为0.63,表明在纳米晶之间存在晶间交换耦合作用.     

铽纳米颗粒掺杂烧结高性能NdFeB永磁的研究

分别采用物理气相沉积和快淬-氢爆工艺制备了Tb纳米粉和主相Nd_2Fe_(14)B磁性粉末, 研究了Tb纳米颗粒掺杂对烧结NdFeB永磁磁性能和微观结构的影响. 结果表明, 随着纳米Tb粉含量的增加, 磁体的矫顽力逐渐升高, 剩磁和磁能积则呈下降趋势. 显微组织研究表明, Tb元素富集在主相晶粒的边界层位置, 这种分布方式不仅有效地提高了磁体的矫顽力, 而且降低了Tb的添加量, 从而减小了Tb的添加对磁体剩磁及磁能积的负面影响.     

放电等离子烧结制备铁基大块非晶材料

以惰性气体雾化的非晶铁基粉末为原料,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备大块非晶材料.探索了SPS烧结温度对烧结体的物相、相对密度、微观结构和性能的影响.试验表明,采用优化的SPS烧结工艺,用粉末冶金的方法,可以获得致密的大块非晶材料,部分性能与铸态相当.