高能球磨Al2O3-Y2O3粉体混合物的研究

为了合成Y3Al5O12(YAG),对Al2O3-Y2O3粉体混合物进行了高能球磨研究。研究表明球磨后的粉体XRD衍射峰明显,并非无定形态,球磨后粉体中的Al2O3、Y2O3达到纳米级别尺寸后,随着晶粒尺寸的减少而晶格畸变增加,且烧结成的YAG粉体与Al2O3、Y2O3粉体有相似的晶格变化趋势。     

不同形貌Al2O3粉体的制备及对YAG:Ce3+光学性能的影响

3~5μm的片状α-Al2O3是白光LED用荧光粉的良好基材。采用水热-热解法控制合成出不同形貌α-Al2O3粉体。以自制的3种形貌氧化铝及市售Y2O3,Ce2O3为原料,AlF3为助溶剂,采用高温固相法合成钇铝石榴石(YAG:Ce3+)黄色荧光粉。结果表明,通过控制不同的添加剂,控制反应条件,可以实现对α-Al2O3粉体形貌和粒径的控制。     

不同形貌Al2O3粉体的制备及对YAG：Ce3+光学性能的影响

3~5μm的片状α-Al2O3是白光LED用荧光粉的良好基材。采用水热-热解法控制合成出不同形貌α-Al2O3粉体。以自制的3种形貌氧化铝及市售Y2O3，Ce2O3为原料，AlF3为助溶剂，采用高温固相法合成钇铝石榴石（YAG：Ce3+）黄色荧光粉。结果表明，通过控制不同的添加剂，控制反应条件，可以实现对α-Al2O3粉体形貌和粒径的控制。     

快速凝固Al-Cr-Zr-Nb合金的显微组织及析出过程

利用透射电镜 (TEM )、能谱分析 (EDS)和X射线衍射 (XRD)技术研究了快速凝固Al-Cr -Zr -Nb合金的显微组织及析出过程。结果表明 :在快速凝固条件下 ,形成等轴晶和胞状晶结构 ,Zr、Cr、Nb元素固溶在过饱和Al基固溶体中。而在随后的 35 0℃× 2h退火处理后 ,有少量Al13Cr2 相和亚稳超点阵Ll2 -Al3Zr相析出 ;经 5 0 0℃×2h退火处理后 ,亚稳Ll2 -Al3Zr相转变为稳定相DO2 3 -Al3Zr,并有大量Al13Cr2 相析出。Al基点阵参数的变化与上述时效过程相一致     

Al-ZrO2-B2O3-Cu系合成Cu基复合材料组织及性能研究

采用热爆反应合成法制备Al-ZrO2-B2O3-Cu系、α-Al2O3与ZrB2增强Cu基复合材料。运用差式扫描热量分析、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、显微硬度分析仪分析增强体体积分数与球磨时间对反应过程、反应产物的影响。结果表明:随球磨时间的增加,增强体颗粒愈加规则,在基体中分布愈加均匀,化学反应提前发生,其显微硬度值明显增加;随增强体体积分数的增加,增强体颗粒在基体中分布更弥散细小,反应发生温度向更高温度推移动,显微硬度值显著增加。     

Sm12.8Fe87.2合金氮化前后高能球磨的研究

用破碎法制备了Sm12.8Fe87.2合金及其氮化物,对比研究了高能球磨工艺对母合金及其氮化物粉末的形貌、组织结构 及磁性能的影响。研究发现,高能球磨细化Sm12.8Fe87.2合金粉末或Sm12.8Fe87.2Nx氮化物粉末的过程均由大粉末颗粒→压延或 断裂成层片状→断裂成小颗粒3个阶段循环组成,并均在球磨一定时间后使粉末中的Sm2Fe17型相完全非晶化,α-Fe含量增 高且没有完全非晶化。球磨细化同粒度氮化物粉末的速度比母合金粉末的快。氮化过程不改变Sm12.8Fe87.2合金粉末球磨后 的相结构。氮化物的非晶化过程应当为:Sm2Fe17Nx(晶态)→SmFeN(非晶)+α-Fe。经两种高能球磨方式得到的氮化物粉末 的矫顽力随着球磨时间的延长而降低,而剩磁与磁化强度值在球磨时间短时降低,延长时间又增高,到球磨到主相非晶化 后又降低。     

纤维含量对Cf/SiC复合材料力学性能和断裂机理的影响

为实现碳化硅复合材料减重和增韧的双重目的,以Al2O3和Y2O3为烧结助剂,利用真空热压烧结工艺制备了短切碳纤维增强碳化硅复合材料。结果表明:烧结过程中,烧结助剂Al2O3、Y2O3之间发生化学反应,促进液相烧结,形成晶界间的次晶相YAG(3 Y2O3.5Al2O3),有利于提高复合材料的断裂韧性;在较高烧结温度下,碳纤维、烧结助剂与基体间发生反应,形成较强结合界面;纤维拔出、裂纹偏转和晶粒桥联是碳化硅陶瓷的主要增韧机制。     

亚微米LLM-105与LLM-105/GO复合含能材料 的制备及表征

为了获得性能优良的高能复合材料,采用机械球磨方法制备了亚微米LLM-105和LLM-105/GO复合含能材料。对样品的微观形貌及结构等迚行了表征,分析了亚微米LLM-105和LLM-105/GO复合材料的热分解性能和分解产物。结果表明:球磨后LLM-105的微观形貌呈类球形,LLM-105/GO复合材料中的LLM-105附着在氧化石墨烯(GO)片层上,经球磨作用后的LLM-105/GO复合材料未改变LLM-105原有的晶型;LLM-105/GO复合含能材料分解后的主要产物有N_2O、CO_2、CO、N_2、H_2O,与亚微米LLM-105热分解的主要产物相同;与亚微米LLM-105相比,LLM-105/GO的热稳定性更好。     

机械球磨法制备纳米HNS及其热分解性能

为细化六硝基茋(HNS),采用高能球磨法制备出了平均粒径为94.8 nm的纳米HNS炸药。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外(IR)、X光电子能谱(XPS)、DSC-IR和5 s爆发点,进行了HNS样品的表征和分析。结果表明,球磨后炸药的微观形貌呈类球形,粒度呈正态分布。机械球磨作用并未改变HNS原有的晶型、分子结构、及表面元素,说明该制备纳米HNS方法十分可靠。纳米HNS热分解的表观活化能较原料HNS高12.4 kJ·mol~(-1),说明纳米HNS分子的活化需要更高的能量。纳米HNS被加热后分解成了大量的CO_2和少量H_2O,而N元素以非极性的N_2分子存在。纳米HNS的5s爆发点(T_(5s))较原料高12.2℃,说明纳米HNS具有更低的热感度。     

MM-SPS制备CoSb3及其热电性能研究

为了研究不同球磨时间对CoSb3热电性能的影响,采用高能球磨(MM)和放电等离子烧结法(SPS)制备了CoSb3块体,用X射线衍射仪分析了样品的相组成,并用电常数测试仪和激光热导仪测试了样品的热电性能。试验结果表明,球磨时间为2～20 h的粉末经烧结后都可得到单相的CoSb3块体,所得样品具有典型的半导体电学特征,多数样品在测试温度下的热电优值ZT大小相近,并在300～400℃有较大值,其中最大值为球磨5h的样品在400℃时的0.057 1。     

组元配比对高能球磨固态还原反应的影响

研究了两种球磨强度下不同铝含量的Al/CuO高能球磨固态还原反应.理想配比的Al/CuO的反应孕育期最短.偏离这一配比,孕育期增长,反应由燃烧式逐渐过渡到渐进式完成.球磨强度的提高能够扩大以燃烧式进行的组元配比范围.当铝含量超过理想配比中的比例,随Al含量增加,反应由单一还原反应向还原+合成反应模式转化,反应产物依次为Cu+Al2O3、Cu9Al4+Al2O3、CuAl2+Al2O3、Al(Cu)+Al2O3,并与球磨Al-Cu- Al2O3体系反应进行了对比.     

一种Ti3AlC2陶瓷材料的制备方法研究

采用机械球磨和热处理方法制备Ti3Al粉体,并将Ti3Al和C反应烧结制备Ti3AlC2陶瓷材料。将Ti、Al的摩尔比为3∶1的混合粉末,球磨20 h后经750℃热处理40 min得到质量分数达到98.54%的Ti3Al金属间化合物;然后采用Ti3Al和C的摩尔比为1∶2为原料,进行反应烧结制备Ti3AlC2,在1 300℃保温60 min,可得到试样中Ti3AlC2的质量分数为96.4%。研究得出Ti3AlC2的合成路径即在反应过程中先生成Ti2AlC和TiC两相,然后二者反应合成Ti3AlC2相。     

高能球磨AL─Cu合金固态合成反应研究

采用扫描电镜、能谱分析、Ｘ射线衍射和示差扫描量热分析研究了具有较大负混合焓的Ａｌ＿ｘＣｕ＿（１－ｘ）对称扩散系合金的高能球磨固态合成反应。高能球磨时组元晶粒细化达纳米级，造成纳米晶界亚互溶，为室温固态合成反应创造了条件，球磨强度对反应进程影响显著，在ｘ＝０．３～０．７范围内仅形成一种金属间化合物。     

微米级铝颗粒热氧化特性

利用同步热分析技术,以10 K·min~(-1)的加热速率将3种微米铝粉从室温加热至1110℃,分析获得的热重-微商热重-差热分祈曲线,并通过Satava-Sestak积分法计算得到氧化反应的动力学参数及最可几机理函数;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对不同阶段的氧化产物进行观察分析。结果表明,粒径越小的铝粉,越容易被氧化,其氧化程度也越深。微米铝粉的氧化过程可分为三个阶段:阶段Ⅰ,温度低于550℃,反应非常缓慢,Al颗粒表面的无定形氧化铝层缓慢生长;阶段Ⅱ,550~670℃,氧化层由无定形氧化铝向γ-Al_2O_3转变,新形成的γ-Al_2O_3层不能在Al颗粒表面形成一个连续完整的外壳,裸露的Al与氧气接触,因此在阶段Ⅱ开始时,氧化速率迅速增大,当γ-Al_2O_3层完全覆盖Al核后,氧化速率迅速降低;阶段Ⅲ,670~1110℃,在内部熔融态Al受热体积膨胀及氧化铝由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变引起表面积收缩的共同作用下,颗粒表面氧化壳层产生裂缝或破碎,活性Al释放,氧化反应非常剧烈,最终生成稳定的α-Al_2O_3。粒径越小的Al粉,其氧化反应的表观活化能越低,反应越容易进行;3种样品的热氧化反应均符合边界控制模型函数R3:G(α)=G(α)=1-(1-α)~(1/3),温度适用范围550~1110℃。     

低温燃烧法制备掺钦钇钼石榴石透明陶瓷材料的研究

掺钦钇铝石榴石（Nd:Y3Al5Ol2,Nd：YAG)透明多晶陶瓷和相同化孝组成的单晶相比具有容易制造、成本低、尺寸大、掺杂浓度高、热导率高、热稳定性高、可大批量生产、易实现多层和多功能的陶瓷结构等优点，成为了单晶最有力的替代者。采用低温燃烧法以Nd203、Y203、Al(NO3)3·9H2O、柠檬酸为原料,TEOS为烧结添加剂于1100℃合成出分散均匀、轻微硬团聚、超细、YAG立方晶相(Nd0.01Y0.99)3Al5O12前驱体粉末，经过1700℃真空烧结5h得到Nd:YAG透明陶瓷。釆用TG-DTA、XRD、FT-IR、TEM、ESEM和FT-PL等测试手段对（Nd0.01Y0.99)3Al5O12-瓷材料进行表征。研究结果表明：YAG的析晶温度为850℃,在热处理过程中出现少量的YAP中间相，于1050℃：转变成YAG立方晶相；（Nd0.01Y0.99)3Al5O12陶瓷材料的激光工作波长为1.065μm，和相同组分的单晶相比存在轻微的红移；随着透射光波长的增加，透光率逐渐增加，在可见光区透光率约为45%，在近红外光区透光率约为58%.     

行星式球磨颗粒流场分布与形貌变化规律

基于离散元模拟探究行星式球磨过程中颗粒流场分布,统计球磨过程中磨球整体与颗粒群碰撞的相对速度分布规律,进而提取单个磨球的碰撞场景,模拟多层颗粒的撞击场并研究层间压应力分布;开展铝与聚四氟乙烯混合物料颗粒及纯铝粉的行星式球磨试验,记录不同时刻颗粒群平均粒径,用以表征颗粒形貌变化,进一步提出基于颗粒群破碎概率与分形数的颗粒...     

球磨过程中的涂层形成与粉末细化

研究了Cr粉、Al粉、Cu粉、Cr20Al80粉末球磨过程中粉末粒度尺寸的变化以及磨球表面涂层的形成规律,结果发现,磨球表面涂层的形成与粉末细化之间有一定的关系.球磨初期,磨球涂层厚度迅速增加,随后逐渐趋于稳定.Cu粉末在球磨过程中未在磨球表面形成涂层.金属粉末球磨至24h后,随球磨时间增加,磨球涂层厚度几乎不再变化;除Al粉末外,其余金属粉末的细化速率降低.磨球塑性好易形成厚涂层,粉末脆性大容易细化.     

Al_2O_3/Al复合材料反应生成技术

研究运用ＸＤＴＭ法制备金属基复合材料工艺，成功地制备了Ａｌ２Ｏ３（Ｐ）／Ａｌ复合材料。试验证明，粒径１０～１５μｍ的ＳｉＯ２粉末与Ａｌ粉制成的坯体，在６００℃保温３ｈ时反应能全面进行，但直至保温４ｈ时反应仍不彻底；当保温时间延长至６ｈ后，生成的Ａｌ２Ｏ３粒子中Ｓｉ含量极小，反应彻底完成。反应生成的Ｓｉ富集在Ａｌ２Ｏ３粒子周围的基体中，以细小、球形的结晶体形式析出。生成的Ａｌ２Ｏ３粒子与基体的界面结合良好。同时对反应机理和反应对基体的影响也作了初步的探讨