机械合金化法制备Ti-Zr-Ni-Cu储氢合金

使用行星式球磨机,用机械合金化法制备了Ti60Zr15Ni15Cu10储氢合金.采用X射线衍射仪XRD、示差扫描量热计DSC分析了球磨粉末的物相、晶粒尺寸的变化;采用扫描电子显微镜SEM、能谱EDS分析了机械合金化过程中粉末的形貌和成分;并对球磨粉末进行了P-C-T曲线测量.研究结果表明,粉末晶粒尺寸随球磨时间增加不断减小.球磨120 h粉末含有大量非晶相.粉末颗粒中有明显的冷焊合层状结构.随球磨时间增加,层状结构的层厚不断减小,颗粒中的元素分布趋于均匀,合金化过程中的冷焊合和断裂作用逐渐趋于平衡.合金的最大吸氢量物质的量为1.63%,纳米结构粉末的吸氢量高于非晶结构粉末.     

机械合金化制备GdSiGe系合金

具有巨磁热效应的材料GdSiGe系合金的发现，为室温磁制冷的实用化走出了关键性的一步。由于GdSiGe系合金在外场强度3T以下及30—300K的温度范围内都具有巨磁热效应，这样可以利用NdFeB等永磁体产生的外磁场作为制冷循环的外场，而不必用价格昂贵的超导磁场，使室温磁制冷实现及实用化成为可能。而GdSiGe系合金材料主要是利用熔炼法制备，这样将带来复杂的复合化工艺；利用机械合金化制备可减少复合化工艺，并提高磁性能。论文主要探讨机械合金化的优化工艺参数。     

机械合金化法制备W-Cu合金粉末的研究

将W80Cu20（n（W）：n（Cu）=4：1）混合粉末在QM-BP式行星式高能球磨机中球磨进行机械合金化,研究了不同球磨时间对W-Cu混合粉末组织的影响.采用XRD和SEM对不同球磨时间的粉末进行分析,结果显示随着球磨时间的增加,混合粉末产生合金化效果不断增强,Cu固溶于W中,并且晶粒尺寸得到一定的细化.     

机械合金化制备Cu—Pb合金粉末的研究

研究了用机械合金化（MA）的方法制备非互溶体系的Cu-Pb合金粉末的机制,对MA过程中粉末的结构、组合形态的变化及Pb的分布进行跟踪分析,实验结果表明,Cu粉和Pb粉经机械合金化后可得到组合均匀、无偏析的合金粉末,为下一步压制、烧结工艺提供了组织保障。     

退火温度对共晶和单相Al-Co-Cr-Fe-Ni高熵合金显微组织及硬度的影响

采用电弧熔炼法制备了4个铸态为FCC+B2共晶组织和B2单相的Al-Co-Cr-Fe-Ni高熵合金,分析了其相变点,并研究了600,800,1000℃下真空退火10 d对这些合金显微组织及硬度的影响.研究表明:AlCoCrFeNi2.1和Al0.75 Co1.25 CrFeNi合金的共晶反应温度分别为1344℃和1359℃.600～1000℃退火10 d对AlCoCrFeNi2.1高熵合金的显微组织无明显影响;而随着退火温度的增加,Al0.75Co1.25CrFeNi合金中共晶组织的两相层片间距增加.随着Al含量的增加,AlxCo2-xCrFeNi合金的B2相稳定性增加,合金的固相线温度明显升高,显微硬度也明显增加.铸态为B2单相的AlCoCrFeNi合金加热到605.7℃以上会转变为组织细小的FCC+B2+σ三相;继续加热到906.8℃以上,σ相消失,FCC相呈大块状分布.而Al1.75Co0.25CrF-eNi合金需要加热到982.4℃以上才会分解为两种不同成分的B2相.实验发现:退火温度越高,合金的显微硬度越低,这些合金在800℃以下都具有较高的硬度.     

机械合金化制备Fe-Co-C系非晶合金粉末

采用机械合金化方法制备出Fe—Co—C系的非晶态合金粉末。在球磨过程对合金粉末进行取样,通过X射线衍射的分析,发现合金粉末在球磨15～20h后开始部分非晶化,随球磨时间的增加晶粒尺寸减小。研究结果表明：在Fe—Co合金中加入C可促使其形成非晶;在一定的机械合金化条件下可获得Fe40Co40C20和Fe60Co20C20的非晶粉末,在球磨过程中,通过控制合理的球磨时间,可制备一系列晶粒尺寸的非晶材料。     

退火态AlCoCrFeNi高熵合金的组织演化规律及力学性能研究

为了研究热处理对高熵合金组织和力学性能的影响,文中使用真空电弧熔炼制备了铸态AlCoCrFeNi高熵合金并加以800℃和1 050℃退火处理,检测分析了合金的组织和压缩性能。研究结果表明：铸态合金组织为等轴晶形貌,等轴晶内部分为富含Ni和Al元素的树枝晶与富含Cr与Fe元素树枝晶间区域;800℃退火后合金呈现树枝晶形态,树枝晶间由于FCC相和σ相的析出导致调幅分解消失,合金的屈服强度增加、塑性降低;1 050℃退火后合金呈现等轴晶形态,晶内存在部分粗化的调幅分解相,退火处理略微降低了合金的屈服强度、而合金的塑性得到了提高。     

机械合金化制备Fe40Ni40Si5C15非晶合金

采用机械合金化方法制备了Fe-Ni-Si-C系的非晶态合金粉末,在球磨过程中对合金粉末进行取样,用XRD和DTA对不同球磨时间的Fe40Ni40Si5C15混合粉末进行了分析,发现合金粉末在球磨40 h开始部分非晶化,随球磨时间的增大晶粒尺寸减小。研究结果表明:在Fe-Ni-Si合金中加入C,可促进其形成非晶。通过机械合金化法,通过控制合理的球磨时间,在球磨70 h成功获得了Fe40Ni40Si5C15非晶粉末。     

机械合金化制备Mg-Cu非晶合金粉末的机理研究

采用XRD和TEM研究了MgCu2和Mg58Cu42混合粉末在机械合金化过程中的结构变化。结果表明:Mg、Cu粉末在机械合金化过程中是互溶的,机械合金化可以大大提高它们之间的固溶度;球磨过程中,Mg原子逐步溶入Cu基体中,形成Mg在Cu中的过饱和固溶体;固溶体的变形能量积聚到很大时,发生固溶体晶体结构的失稳,最后形成非晶态合金。在相同的球料比的条件下,提高球磨转速,可以大大促进非晶化的形成过程,缩短非晶形成的时间。     

机械合金化与激光烧结制备铁锌过饱和固溶体及其降解行为研究

过慢的降解限制铁的骨植入应用,锌固溶在铁基体中有望加速其降解.首先利用机械合金化制备铁锌过饱和固溶体粉末.在合金化过程中,机械力的作用使得粉末颗粒间反复焊合,减小了溶质原子扩散距离,同时出现大量晶格缺陷,进一步促进了溶质原子的扩散.随后,利用激光烧结技术把粉末固化成型,烧结过程中粉末部分熔化并快速凝固,从而维持了原有过...     

机械合金化时间对FeSiAlCr合金微粉电磁特性的影响

以分析纯Fe、Si、Al、Cr粉为原料,采用机械合金化法制备FeSiAlCr合金微粉.利用X射线衍射仪、扫描电镜和微波矢量网络分析仪分别研究了球磨后微粉的形貌、相结构及电磁参数,计算了微粉的微波反射率.结果表明:采用机械合金化方法,球磨时间为80 h时制备得到的FeSiAlCr合金微粉呈细片状,颗粒尺寸约为3umn左右...     

Al—12.5Ti混合粉的机械合金化

通过Ｘ射线衍射、扫描电子显微镜及透射电子显微镜方法，观察了Ａｌ－１２．５Ｔｉ混合粉在机械合金化过程中粒度、形貌、显微结构及相的变化．机械合金化扩展了Ｔｉ在Ａｌ中的固溶度，最终形成了纳米晶过饱和固溶体．经真空退火后，Ａｌ基体上析出Ａｌ３Ｔｉ相．     

机械合金化法制备锂离子电池锡基负极材料及其性能

采用机械合金化技术制备了系列Sn基合金负极材料,并对其结构和性能进行了详细的研究.结果表明,Cu6Sn5-10%Cu样品表现出最佳的循环稳定性,初期容量约为作为300 mAh/g,100周充放电循环后容量仍然保持在200 mAh/g以上.该样品是由Cu6Sn5,Cu3Sn和CuSn三相组成的复合材料,颗粒分布比较均匀,粒径主要在1~2μm之间.在首次充放电过程中由于有机电解液的分解和形成的CuLi2Sn中间化合物的不完全脱嵌,该材料存在较大的首次不可逆容量损失.通过对充放电电位窗口(截至电位)的限制,可以有效的改善合金负极的循环稳定性.     

FeNiMnCuC0．2Alx高熵合金结构及性能研究

通过高频感应加热在真空下制备FeNiMnCuC0．2Alx（x=0、0．1、0．2、0．5mol）高熵合金,对固溶处理后的试样进行结构及性能研究。结果表明,FeNiMnCuC0．2Alx高熵合金具有简单的面心立方结构;添加少量Al（x=0．1、0．2mol）能细化FeNiMnCuC0．2Alx高熵合金晶粒,但x=0．5mol时,晶粒又变得粗大;初生树枝状晶富含Fe、Ni元素,Mn、Cu在枝晶间相内有所聚集,C、Al大体上均匀分布于两相中;x=0时,FeNiMnCuC0．2Alx高熵合金具有高的抗压强度（5218MPa）,x=0．1mol时,舍金抗压强度（4037MPa）和压缩率（〉75％）均较佳,随Al添加量的继续增加,合金压缩性能有所下降,x=0．5mol时,合金表现为脆性断裂。     

机械合金化法制备弥散铜电极

机械合金化（MA）作为一种制备弥散强化合金的方法，可以导致硬质稳定相弥散分布的细而均匀，本文对用MA法制备弥散铜电极进行了实验研究，结果表明：MA是制取弥散铜电极比较简单，成本较低的一种方法；制备的弥散铜电极不仅导电率高，而且高温强度也好，另外，还对MA的工艺参数进行了研究。     

Zr元素对CoCrCuFeMn高熵合金组织及耐磨性能的影响

高熵合金突破以一种或两种元素作为基元的传统合金设计理念,以等摩尔比或近等摩尔比制备出具有简单相结构且综合性能优异的多主元合金,有望使金属材料的性能极限和应用空间得到进一步拓展。为了研究元素掺杂对合金物相结构、显微组织和耐磨性能的影响机理,采用真空熔炼法制备出等摩尔比的CoCrCuFeMn和CoCrCuFeMnZr高熵合金。利用XRD、OM、SEM、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机测试了Zr元素添加前后CoCrCuFeMn合金的物相结构、显微组织、硬度和耐磨性。研究发现：添加Zr元素后CoCrCuFeMnZr合金的物相结构由原来的两种FCC相转变为两种HCP相,显微组织明显细化,仍为典型的树枝晶结构。两种合金的摩擦曲线都呈现先增大后降低再稳定的变化趋势,添加Zr元素后合金的摩擦因数与质量损失率分别从原来的0.57、4.14%降低到0.47、0.49%,显微硬度从219.6HV提高到983.5HV。结果表明：合金相结构发生HCP转变主要与凝固过程中易于形成富含大原子半径Zr元素的粗糙固液界面和之字型为主的HCP位向关系有关。Cu在晶间区域富集的原因在于其熔点最低、电负性最大、原子半径仅次于Zr,且与除Zr外的所有合金元素均具有相应最大的正混合焓,故而使其在凝固最晚的晶间区域聚集。Mn元素偏析系数最小是由于其熔点仅高于Cu和具有除Zr外最大的电负性差,且与Co和Zr之间存在负的混合焓,而与Cu之间具有最大正混合焓,不利于其进行长程扩散和进入领先相的点阵格位所致。Zr元素添加使合金硬度和耐磨性大幅提高则是由于细晶强化、固溶强化和相结构转变所致。     

机械合金化制备Al-10vol%Pb组织结构

研究机械合金化制备的Al-10vol%Pb粉末的组织结构，经X衍射实验结果表明，即使球磨20h后，Al-Pb系也无新相产生，但SEM结果表明球磨粉末的界面结构及性能发生了变化，在Al基体中有纳米针状Pb颗粒存在，本文认为这是由于Al对Pb变形的约束形成的。     

激光选区熔化制备高熵合金的研究进展

高熵合金因其独特性能优势,使其在航空航天、船舰等领域有着巨大的潜在应用。传统熔炼等制备方式难以满足高自由度设计、低成本等工业化需求。激光选区熔化作为一种典型的增材制造技术,具有高近净成形能力,在制备复杂金属零部件方面存在巨大潜力。本文介绍了高熵合金粉体的制备方式,激光选区熔化制备高熵合金的基本原理及优势特点。归纳总结了国内外关于激光选区熔化制备高熵合金的工艺参数优化、组织性能及后处理工艺研究。指出了解决大尺寸零部件制备、原位合金化研究是激光选区熔化制备高熵合金的下一步发展趋势。     

高熵合金在电催化氧还原反应中的应用及发展

开发用于氧气还原反应(ORR)的高效催化剂是提高燃料电池和金属-空气电池性能的关键。然而,ORR是动力学缓慢反应,存在着很高的过电势,从而降低了燃料电池和金属-空气电池的能量转换效率。高熵合金是由5种或5种以上金属元素等(近)物质的量比形成的一种新型合金材料。凭借其独特的组分与结构优势,高熵合金能够高效加速ORR、降低ORR过电势,表现出对ORR的显著催化作用。文章主要综述了高熵合金的结构、性能特点、制备方法以及在催化ORR方面的应用,并提出了挑战和发展展望。