金属(3):金属的软与硬,贵与贱

每一种金属材料的发展和应用都是人类文明发展和进步的重要的里程碑。贾成厂教授的金属百科系列科普文章之三——"金属(3):金属的软与硬、贵与贱"深入浅出地阐明:硬度最高的金属是铬,莫氏硬度为9,仅次于钻石;最软的金属是铯,莫氏硬度约为0.5,比石蜡还要软;年产量最高的金属是铁,2017年全球粗钢产量约16亿t;最昂贵的金属是锎,价格是黄金价格的数万倍;最活泼的金属是铯,常见不活泼的金属应该是金,但钽无论是在冷还是热的条件下都不与盐酸、浓硝酸及"王水"发生反应;延展性最强的金属是金;导电性最好的金属是银。     

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%。     

纳米锰方硼石粒径分布对铜基摩擦材料的影响

采用高能球磨法制备粒径小于200 nm的微细锰方硼石颗粒,将其作为摩擦填料添加到铜基摩擦材料中,利用放电等离子烧结(SPS)的方法制备出铜基摩擦材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)研究纳米颗粒的形貌、显微结构与成分。在铜基摩擦材料中添加不同粒径的纳米锰方硼石,并通过摩擦磨损试验测试其磨损性能。结果表明:高能球磨法可以有效地细化锰方硼石;添加球磨处理的锰方硼石后所有样品的致密度均在97%以上,添加球磨50 min的纳米锰方硼石的样品致密度达到99%以上;稳定了摩擦因数(平均摩擦因数为0.187),磨损量为1.049×10-14 m3·J-1,抗压强度达到167 MPa;随着锰方硼石的细化,摩擦的样品磨损机理从剥层磨损与粘着磨损逐渐转向轻微的磨粒磨损。     

制动摩擦材料研究进展

制动摩擦材料利用运动表面相接触时所产生的摩擦阻力达到减速或终止运动目的，是运载机械中安全保障装置的重要组成部分。本文综述了半金属基、金属基及非金属基制动摩擦材料的研究现状及优缺点，介绍了熔铸法、粉末冶金法及三维编织法等制动摩擦材料制备方法，并从摩擦、磨损、热稳定性等方面分析了制动摩擦材料的关键特性。从研究状况可知，摩擦材料正向少纤维、无纤维型方向发展，高性能、环保型摩擦材料具有较大的发展优势。优化制备工艺、降低生产成本、提高性能、扩大应用领域将是未来制动摩擦材料的研究重点。     

热加工变形量对T15钢力学性能影响的研究

为了优化工艺与提高高速铜的性能,对高速钢T15进行了不同的热加工变形,其变形量分别为0％,27．7％,46．0％,59．7％,测试了高速钢T15的硬度,抗弯曲度,冲击韧性。结果表明,对热等静压粉末冶金高速钢来说,热加工不仅改变铜材的尺寸和形状,而且能够改善材料的性能。在本研究所选取的范围内,变形量为46．0％时获得了较好的综合力学性能。变形量并不是越大越好,当变形量增大到一定程度后,继续增加变形将不会有变化。     

热处理对粉末冶金高速钢T15碳化物的影响

碳化物是高速钢组织的重要组成部分,其种类和数量对钢的力学性能有重要的影响。本文通过采用物理化学电解法提取碳化物,用SEM对碳化物的形貌进行观察,分别用EDS、XRD测定碳化物的成分和结构,并研究了碳化物对硬度的影响。结果表明：退火态的碳化物质量百分数为28．1％,淬火态的为18．4％,而回火态的质量百分数为24．8％,回火态碳化物扫描照片有明显的二次析出相,产生了二次硬化现象,硬度明显升高。     

镀W碳纳米管增强Al基复合材料的力学性能与导电率

以羰基钨为前驱体,采用羰基热分解法在碳纳米管表面镀覆了金属W.利用球磨混粉和放电等离子体烧结制备了镀W碳纳米管(W-CNTs)/Al复合材料,并研究了球磨时间和W-CNTs含量对材料力学性能和导电率的影响.结果表明:球磨6h粉体烧结后致密度高达99.5％,接近完全致密;随球磨时间延长,W-CNTs/Al复合材料抗拉强度...     

粉末冶金凸轮轴的特点及研究现状

阐述了粉末冶金凸轮轴在汽车发动机中的重要地位以及粉末冶金凸轮轴在国内外的研发现状.重点介绍了粉末冶金凸轮轴相对于传统的凸轮轴的优势和粉末冶金凸轮轴的装配方式.采用粉末冶金工艺制造的凸轮轴具有高精度、高效率、低成本、低能耗、无污染的优良特性.     

氩气雾化法制备FGH96高温合金粉末颗粒的凝固组织

利用扫描电镜(SEM)对氩气雾化(argon gas atomization,缩写AA)工艺制备的FGH96高温合金原始粉末颗粒的粘结形式、凝固组织、表面和内部形貌及其形成机理进行研究.结果表明:AA法制备的FGH96合金粉末,在颗粒尺寸d≥40 μm时,颗粒之间出现凸起式粘结、包覆式粘结以及葫芦式粘结,其中凸起式粘结...     

高压熔渗金刚石/铜复合材料的低温导热特性

为研究高压熔渗金刚石/铜复合材料导热率在低温区的变化规律,采用高压熔渗（HRF）的方法分别制备了不同粒度（100 μm,250 μm,400 μm）的金刚石/铜复合材料,利用扫描量热法分析评价了高压熔渗法制备的不同粒度金刚石/铜复合材料的低温导热特性,采用扫描电子显微镜（SEM）分析其显微组织。研究结果表明：由于高压熔渗制备的金刚石/铜复合材料中的部分金刚石发生聚晶反应,导致金刚石颗粒间晶界传热的热阻远小于界面传热热阻;高压熔渗条件下,金刚石颗粒内部变形破碎导致缺陷增多,且100~150 K低温下以声子为主要热载子的传热对裂纹和间隙等缺陷敏感,导致在较低温区内金刚石/铜复合材料的导热率低于普通压力熔渗（PF）所制备的金刚石/铜复合材料的导热率。