ZrO2(Y2O3)含量对双峰晶粒度分布Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料力学性能的影响

多相Mo-12Si-8.5B合金是一种很有应用前景的高温结构材料,为了同时提高Mo-12Si-8.5B合金的强度和韧性,提出了采用纳米ZrO₂(Y₂O₃)强韧化具有双峰晶粒度分布Mo-12Si-8.5B复合材料的方法。首先采用溶胶-凝胶和高温氢还原法制备了纳米Mo-ZrO₂(Y₂O₃)复合粉末,然后以纳米Mo-ZrO₂(Y₂O₃)粉末和微米Mo粉末为原材料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有双峰晶粒度分布的Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料。结果表明,随着ZrO₂(Y₂O₃)含量的增加,制备的Mo-ZrO₂(Y₂O₃)纳米粉末的粒度和烧结体相对致密度均逐渐减小,ZrO₂(Y₂O₃)含量小于2.5wt%时,烧结体的相对致密度均大于98.1%。当ZrO₂(Y₂O₃)含量为1.5wt%和2.5wt%时,复合材料具有较高的硬度(9.76~9.98 GPa),抗弯强度(672~678 MPa)和断裂韧性(12.68~12.82 MPa·m1/2)。Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料中Mo晶粒细化、粗细Mo晶粒的晶界强化和纳米ZrO₂(Y₂O₃)颗粒第二相强化是提高硬度和抗弯强度主要原因;复合材料中粗晶粒Mo和纳米ZrO₂(Y₂O₃)有助于断裂韧性的提高,材料的增韧机制主要是裂纹偏转和裂纹桥接。      

机械合金化和放电等离子烧结制备NbMoCrTiAl高熵合金

研究了球磨转速、球料比和球磨时间对NbMoCrTiAl高熵合金粉末的物相、微观形貌及粒度的影响,探讨了不同温度下放电等离子烧结制备NbMoCrTiAl高熵合金微观组织和硬度的变化规律。结果表明:在转速300 r/min和球料比10∶1条件下,球磨60 h粉末只达到部分合金化;在转速300 r/min和球磨50 h时,球料比要达到12∶1才能实现粉末完全合金化;在球料比10∶1和球磨50 h条件下,球磨转速要高于400 r/min才能获得单一BCC固溶体高熵合金。NbMoCrTiAl粉末在高能球磨中元素发生合金化的先后顺序为Al→Ti→Cr→Nb→Mo。NbMoCrTiAl高熵合金粉末在放电等离子烧结(SPS)时发生了第二相析出和溶解转变。随着烧结温度的升高(1 400～1 600℃),第二相的数量减少及其尺寸增大,导致了合金硬度的降低。     

粉末冶金Ti-1.5Fe-2.25Mo钛合金的热变形本构方程

采用元素粉末法制备Ti-1.5Fe-2.25Mo合金,在Thermec-Master Z热模拟机上对该合金进行等温压缩试验。实验温度为650～900℃,变形速率0.01～10 s-1。以经典的双曲正弦形式的模型为基础,对热模拟真应力-真应变曲线进行计算和分析,建立粉末冶金Ti-1.5Fe-2.25Mo合金高温本构方程。研究表明,β相区等温压缩时,合金流变应力快速达到峰值然后进入稳态流变变形阶段,应力指数n=4.24,应变激活能Q=378.01 kJ/mol。而在α+β两相区等温压缩时,合金在较低应变速率(≤0.1 s-1)下,曲线经过应力峰后出现不同程度的加工软化现象;在应变速率≥1 s-1条件下,呈现出1种稳态变形,热变形的应力指数n=6.77,应变激活能Q=257.73 kJ/mol。所得结果为粉末冶金钛合金锻造成形提供了一定的理论依据。     

TiC颗粒强化Ti-30Fe复合材料的摩擦行为

将Ti、Fe和TiC粉末进行低温球磨,并结合放电等离子烧结制备Ti-Fe-x TiC (x=0,3,6,9,质量分数%)复合材料。结果表明:该复合材料中含有β-Ti、β-Ti-Fe、η-Ti4Fe2O0.4以及TiC颗粒。显微组织随着TiC添加量的增加而显著细化。粘着磨损是Ti-Fe-x TiC复合材料的主要磨损机制。随着TiC添加量的增加,摩擦因数(COF)减小,硬度增大。其中,由于Ti-Fe-6TiC复合材料中TiC含量较高,TiC颗粒尺寸小,组织细化程度高,因此,具有最佳的耐磨性能,磨损率仅有1.869×10-5 mm3/(N·m),同时,摩擦因数为0.64。由此可见,TiC颗粒增强Ti-Fe基复合材料在耐磨材料领域具有潜在的应用价值。     

稀土La对粉末冶金钛合金组织和力学性能的影响

在Ti-Fe-Mo合金中以LaH2和LaB6两种形式引入稀土La,制备含La的粉末冶金钛合金,研究La的添加量对钛合金烧结行为以及组织与力学性能的影响,探讨合金中La的存在形式及其在烧结过程中的作用机理。结果表明,钛合金相对密度随LaH2添加量(质量分数)的增加而升高,当LaH2的添加量达到0.6%后,钛合金的相对密度不再发生明显变化;但随着LaB6添加量的增加先升高后降低,在LaB6添加量为0.15%时出现峰值。添加LaH2的钛合金中,稀土元素主要以La2O3颗粒的形式存在,随La含量增加,颗粒发生长大;而在添加LaB6的合金中,烧结反应产物主要是纤维状的TiB、具有规则外形的La2O3颗粒以及含Ti和O的富La絮状颗粒。随LaH2和LaB6的添加量增加,合金的室温抗拉强度和伸长率均先升高后降低。LaH2的添加量达到0.6%时出现强度峰值,添加量达到0.3%时出现伸长率的峰值;而LaB6的添加量达到0.15%时抗拉强度和伸长率均出现峰值。     

ZrO2(Y2O3)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料高温氧化性能的影响

为了研究ZrO₂(Y₂O₃)含量对Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料高温氧化性能的影响，利用机械合金化与放电等离子烧结制备了ZrO₂(Y₂O₃)含量为0～10 mass%的Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料，研究了其在800、1000和1200℃下的高温氧化行为。结果表明：复合材料在800℃时均发生显著氧化，质量损失持续增加；随着ZrO₂(Y₂O₃)含量的增加，氧化质量损失速度降低，复合材料的抗氧化能力提升；低ZrO₂(Y₂O₃)含量(0～2.5 mass%)的复合材料在1000和1200℃下具备优异的抗氧化性；高ZrO₂(Y_...     

锂离子电池正极新材料LiFePO4的研究进展

高能量比、循环寿命长、成本低和无环境污染是目前锂离子电池正极材料的研究趋势.LiFePO4以其优良的电化学性能,被认为是最有前途的锂离子电池正极材料.该文综述了现有LiFePO4制备工艺,包括高温固相反应法、水热合成法、溶胶-凝胶法、微波合成法和改性法(如掺杂、包覆)等;并且指出LiFePO4可望于近期内在小功率电池中得到应用,而包覆、掺杂等改性手段是提高其电导率和粒子扩散速率的关键技术.     

矿用钛合金钻杆表面复合强化与摩擦性能研究*

为提高矿用钛合金钻杆的耐磨性能,以低成本粉末冶金Ti-Al-Fe-Mo合金为研究对象,采用表面机械碾磨与固相渗碳相结合的创新方式对其表面进行复合强化处理,研究不同表面碾磨道次加渗碳处理的钛合金表面的微观组织及其显微硬度。以氮化硅球为摩擦对偶,对表面复合强化钛合金样品进行往复式滑动摩擦试验,研究钛合金表面强化层对其磨损量、摩擦因数、表面磨痕微观组织的影响规律。结果表明：表面机械碾磨方法可以在粉末钛合金表面形成梯度纳米晶结构;钛合金经过表面机械碾磨处理后可显著提高表面渗碳的深度和均匀度;经表面机械碾磨与固相渗碳复合强化处理的钛合金,其磨损量相比于单一表面渗碳的钛合金降低了近58%。表面复合强化的钛合金摩擦磨损机制以疲劳磨损、黏着磨损、氧化磨损和少量的磨粒磨损为主。     

溶胶-凝胶/高温氢还原工艺制备Mo-Al2O3-La2O3复合粉末

Al₂O₃协同La₂O₃强韧化的钼及钼合金具有优越的综合力学性能，通过粉末冶金方法制备钼及钼合金的关键在于获得超细或纳米Mo-Al₂O₃-La₂O₃粉末。本文以仲钼酸铵、硝酸铝、硝酸镧和柠檬酸为原料，采用溶胶-凝胶-煅烧-高温氢还原工艺制备Mo-Al₂O₃-La₂O₃复合粉末，利用XRD、SEM、EDS和TEM等分析手段对粉末的微观组织结构进行表征。结果表明：当水浴温度为85℃、p H=1、柠檬酸与钼酸铵的质量比为1.7时，形成了网状结构大分子交联的络合物前驱体，这有利于在后续高温还原过程中制备超细或纳米Mo复合粉末。前驱体粉体在550℃煅烧3 h后，粉末主要由MoO₃和Al₂(Mo O₄)₃组成。采用一步高温氢还原时，还原3 h后MoO<...