球磨时间对Cr-33Ta粉的结构与形貌的影响

利用XRD、SEM、EDS对采用机械合金化方法制备的Cr-33Ta混合粉的结构及形貌演变进行了研究。结果表明,随着球磨时间延长,Cr-33Ta混合粉成分逐渐均匀并演变成Cr(Ta)和Ta(Cr)非平衡过饱和固溶体;Cr和Ta的晶粒尺寸逐渐减小,微观应变逐渐增加。机械合金化使Cr-33Ta元素混合粉由原始棱角尖锐的碎石状逐渐演变为近球状等轴颗粒,球磨20h后的颗粒与晶粒尺寸得到明显细化,平均颗粒尺寸小于5μm,Ta和Cr的晶粒尺寸分别达到纳米级。     

机械合金化过程中Fe-Al合金粉末的组织演变

将纯Fe粉和Al粉按原子比Fe∶Al=60∶40混合后,在行星式高能球磨机中进行机械合金化,采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和硬度仪研究球磨过程中Fe-Al合金粉末相结构、晶粒尺寸、表面形貌、截面形貌和硬度的演变规律。结果发现,球磨24 h后,Al原子全部固溶于Fe晶格中,形成Fe(Al)过饱和固溶体,随着球磨时间的增加,晶粒尺寸呈现先快后慢的减小趋势,球磨36 h后合金粉末的晶粒尺寸小于100 nm。粉末内部组织为层状结构,且随着球磨时间延长层片厚度不断减小,球磨36 h后层状结构全部消失,获得组织均匀的纳米晶Fe-Al合金粉末。随着球磨时间延长,Fe-Al合金粉末的硬度不断增加,球磨36 h后合金粉末的硬度约为405 HV0. 025。球磨Fe(Al)固溶体合金粉末在500℃热处理转变为有序Fe Al金属间化合物。     

MA法制备Fe83Nb7B9Cu1纳米晶粉末及其热稳定性

利用高能球磨法在Fe Nb B Cu体系中获得纳米晶粉末 ,研究了机械球磨过程中产物的组织结构、α Fe相平均晶粒尺寸及其热稳定性。结果表明 :采用Fe 2 0B中间合金粉末代替B粉并未明显影响机械合金化动力学过程 ;球磨至 5h时 ,即可获得平均晶粒尺寸约 18nm的α Fe单相过饱和固溶体 ,其后延长球磨时间 ,晶粒尺寸缓慢减小 ,至 45h后 ,平均晶粒尺寸减小到 9nm。退火处理后的XRD分析表明 ,α Fe过饱和固溶体从 10 0℃开始发生结构弛豫现象 ,738.8℃后则发生了相转变 :α Fe过饱和固溶体→α Fe固溶体 Fe3 B FeB ,在 5 5 0℃以内退火 ,纳米晶粒长大不明显 ,在 770～ 95 0℃范围内退火 ,晶粒开始明显长大 ,但晶粒尺寸仍处于纳米级范围。     

机械合金化制备纳米晶C/Cu复合粉末的研究

将粗铜粉和石墨粉按不同配比混合后进行机械合金化,并对机械合金化粉末的物相、合金化特征、晶粒尺寸进行了分析研究。结果表明,在球磨过程中,随球磨时间延长有越来越多的C原子溶入Cu的晶格,点阵常数随球磨时间和粉末中石墨含量的增加而增加,球磨24h时达到最大值,继续球磨,点阵常数略有降低。机械合金化可以使晶粒细化并产生大量孪晶位错和纳米晶界面,有利于原子扩散形成过饱和固溶体和非晶,C/Cu复合粉末球磨30h后晶粒尺寸可达到22nm。     

机械合金化法制备Cu-Nb合金过程中的形变孪生特性

采用机械合金化法制备纳米Cu-10%Nb合金,通过显微硬度测量以及高分辨透射电镜观察,对该合金粉末在室温球磨过程中的微观结构演变和形变孪生特性进行研究;利用局部应力集中模型分析形变孪晶的形核机制。结果表明:随着球磨时间的增加,该合金硬度(HV)不断升高,球磨120 h后可达4.8 GPa;该合金在球磨初期以位错胞结构为主;球磨50 h后,Cu平均晶粒尺寸减小至约50 nm,部分区域出现纳米形变孪晶;继续增加球磨时间,孪晶数量增加,孪晶界强化效果显著;由于孪生将促进纳米晶粒的进一步细化,球磨120 h后,纳米晶尺寸减小到20 nm以下。     

机械合金化过程中Fe50Al50二元系的结构演变

利用高能球磨和后续热处理技术制备纳米晶Fe50Al50(摩尔分数,%)合金粉体.采用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变及热处理对合金化粉体结构的影响等进行分析,讨论其机械合金化合成机制.结果表明:球磨过程中Al向Fe中扩散,形成Fe(Al)固溶体.机械合金化合成Fe(Al)遵循连续扩散混合机制;球磨30 h后,粉体主要由纳米晶Fe(Al)构成,晶粒尺寸5.65 nm;热处理导致Fe(Al)纳米晶粉体有序度提高,转变为有序的B2型FeAl金属间化合物,粉体的晶粒尺寸增大,但仍在纳米尺度范围.     

机械合金化制备纳米晶Ti-6Al-4V合金

采用机械合金化制备Ti-6Al-4V粉末。结果表明:采用机械合金化可以制备纳米晶Ti-6Al-4V合金粉,其反应机理以扩散为主,该固态反应是缺陷能和碰撞能共同作用的结果;随球磨时间延长,部分V固溶于Ti中形成置换固溶体Ti(V),球磨过程中没有中间相生成。球磨40 h后都能获得纳米晶,60 h的粉末为纳米晶和非晶的混合物,晶粒尺寸小于60 nm;60 h后晶粒尺寸变化缓慢。球磨后Ti、Al、V的原子比近似为90:6:4,与Ti-6Al-4V元素成分一致。     

过饱和固溶NiAl合金的机械合金化合成机理研究

采用机械合金化方法,以Ni、Al元素粉末为原料,对四种成分的NixAl100-x(x=25,30,40,50)进行不同球磨时间和球磨转速的机械合金化合成;并对Ni30Al70的合成产物进行热处理.研究了过饱和固溶NiAl的机械合金化合成机理.研究表明:NixAl100-x四种成分的元素粉末通过机械合金化方法均制备出纳米晶NiAl金属间化合物粉末;非化学计量配比成分的Ni-Al粉末通过机械合金化合成NiAl过饱和同溶合金,其机械合金化合成机理为含有以原子扩散为基础的强制同溶的燃烧合成反应.     

机械合金化法制备不同Cr含量的W-Cr纳米合金粉末

采用机械合金化法制备Cr含量为8%、12.5%、20%（质量分数）的纳米W-Cr合金粉,对不同球磨时间粉末进行X射线衍射分析,以确定物相、晶粒尺寸及微应变,并采用扫描电子显微镜观察粉末形貌及粒度的变化。结果表明,采用机械合金化法可以制备不同Cr含量的纳米W-Cr合金粉。随着Cr含量的增加,制备纳米W-Cr合金粉所需球磨时间越长,其中W-8%Cr、W-12.5%Cr和W-20%Cr粉末的最佳球磨时间分别为72、84和96 h,晶粒尺寸小于30 nm。随着球磨时间的增加,晶粒尺寸不断减小,微应变逐渐增加,使常温下Cr在W中的固溶度增加,形成W的过饱和固溶体。Cr含量不同的W-Cr粉末完全合金化均经过4个阶段。     

高能球磨制备Fe-Cu纳米晶过饱和固溶体

对Fe-20at%Cu合金粉末进行了高能球磨,并利用XRD对Fe-Cu二元合金粉末在球磨过程中的物相变化进行了分析。结果表明,球磨30 h后形成了Fe(Cu)纳米晶过饱和固溶体。热力学计算分析指出,Fe-Cu二元系不具有形成过饱和固溶体的热力学驱动力。高能球磨在Fe-Cu二元互不溶体系中扩展固溶度的驱动力是动力学驱动。在随后的退火过程中,纳米晶过饱和固溶体发生分解。     

Ti6Al4V预合金粉末制备与研究

以乙醇为过程控制剂,采用机械球磨法制备Ti6Al4V预合金粉末,借助X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM),研究不同球磨时间的Ti6Al4V预合金粉末的相组成和微观形貌。结果表明,随着球磨时间的增加,粉末逐渐细化,晶粒尺寸变小,微应变逐渐增加;球磨60 h后粉末达到较好的细化效果以及固溶效果;球磨90h后,粉末完全合金化,粉末粒度到达纳米级别,平均粒径50 nm。     

Cu-Cr-Zr复合粉末机械合金化研究

以Cu、Cr和Zr粉末为原料,采用机械合金化制备了Cu-90%Cr2Zr复合粉末。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了机械合金化过程中粉末的物相和微观形貌。结果表明:Cu-Cr-Zr粉末可通过机械合金化获得过饱和固溶体;在一定的球磨时间内,随球磨的进行,Cu-Cr-Zr粉末晶粒细化至纳米尺寸,晶格常数增加,晶格畸变降低,粉末形貌呈片状;但进一步球磨会导致铬的晶格常数降低,导致畸变增加,使得粉末变得不规则及颗粒大小不均。     

冷喷涂制备纳米结构FeAl金属间化合物涂层

利用机械合金化制备纳米结构FeAl固溶体合金粉末,采用冷喷涂沉积Fe(Al)固溶体合金涂层并结合后热处理原位反应制备了纳米结构FeAl金属间化合物涂层。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等研究了机械合金化Fe(Al)固溶体合金粉末、喷涂态Fe(Al)合金及热处理后FeAl金属间化合物涂层的组织结构特征。结果表明,球磨Fe(Al)合金粉末具有精细的层状结构,喷涂态Fe(Al)合金涂层具有不同于传统热喷涂涂层的独特层状结构,保留了与原始粉末类似的纳米结构;在500℃热处理后涂层中Fe(Al)固溶体转变为FeAl金属间化合物,其晶粒尺寸约为30 nm。     

三元Cu60Ni20Cr20合金的制备及其显微组织

采用机械合金化,随后在750℃、58 MPa 下热压制备了致密的块体纳米晶Cu60Ni20Cr20合金,用x射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段对比研究了不同晶粒尺寸的Cu60Ni20Cr20合金的显微组织.结果表明:随着球磨时间的延长,由于晶粒的细化和应变的结果,衍射峰偏移并有明显的宽化产生,Cr在Cu中的固溶度明显增加,在球磨40 h后,合金已由双相变成亚稳态的单相.由于机械合金化的粉末处于非平衡态,其过饱和固溶体随热压和真空退火过程的进行会慢慢分解,合金由单相变成两相,a-Cu和γ-Cr两相颗粒均成倍长大,但仍保持纳米级尺度.扫描电子显微镜(SEM/EDX)观察表明,合金致密度很高且显微组织均匀.讨论了晶粒细化对合金显微组织的影响.     

机械合金化过程中Fe50Als50二元系的结构演变

利用高能球磨和后续热处理技术制备纳米晶Fe5A150（摩尔分数，％）合金粉体。采用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变及热处理对合金化粉体结构的影响等进行分析，讨论其机械合金化合成机制。结果表明：球磨过程中Al向Fe中扩散，形成Fe（A1）固溶体。机械合金化合成Fe（Al）遵循连续扩散混合机制；球磨30h后，粉体主要由纳米晶Fe（A1）构成，晶粒尺寸5．65nm；热处理导致Fe（A1）纳米晶粉体有序度提高，转变为有序的B2型FeAl金属间化合物，粉体的晶粒尺寸增大，但仍在纳米尺度范围。     

Mg70Al20Ca10合金机械合金化过程中的结构变化

以纯金属Mg、Al和Ca为原料,采用机械合金化的方法制备了Mg70Al20Ca10非晶态合金,分析了球磨过程中粉末试样的晶粒尺寸变化和相结构变化情况.结果表明,球磨过程中形成纳米晶和两种非晶相.Mg-Al-Ca合金在化学驱动力较小的条件下,可以通过机械驱动力的作用提高Ca、Al在Mg中的固溶度,导致非晶转变的发生.     

高能球磨制备Al-Pb-Si-Sn-Cu纳米晶粉末的特性

通过机械合金化制备了Al-15％Pb-4％Si-1％Sn-1．5％Cu(质量分数)纳米晶粉末。采用X射线衍射(XRD)，扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对不同球磨时间的混合粉末的组织结构、晶粒大小、微观形貌以及颗粒中化学成分分布情况进行了研究。结果表明混合粉末经过球磨后形成了纳米晶，其组织非常均匀。球磨对Pb的作用效果明显大于对Al的作用效果，经过40h球磨后Pb粒子达到40nm，而Al在球磨60h后晶粒为65nm；经球磨后，Cu和Si固溶于Al的晶格中，而Sn则固溶于Pb晶格中，并且Al和Pb发生了互溶，形成了Pb(Al）超饱和固溶体；在球磨过程中硬度高的脆性粒子Si难于完全实现合金化。     

机械合金化制备W-Ni-Fe纳米-非晶材料

按照80．7W-13．2Ni-6．1Fe的原子分数．采用机械合金化(MA)方法，制备了W-Ni-Fe合金纳米晶和非晶相的混晶结构。结合XRD，利用近似内标法计算了球磨不同时间球磨粉中残留晶体W的体积分数和非晶相中的W含量，并分析了球磨过程中非晶形成的机制。结果表明：随球磨时间的延长，W晶粒不断细化．球磨60h，钨晶粒尺寸可达到10nm-20nm，非晶相的形成过程主要是Ni(Fe)首先溶入W中形成过饱和固溶体，球磨20h后形成W-Ni(Fe)非晶。过饱和固溶体的形成是由于携带较大晶界存储能的小粒子不断溶入W中，计算得到可固溶的临界Ni粒子尺寸约为3nm。由于Fe污染不断溶入W中，在球磨过程中，残留晶体W的体积分数不断减少．而非晶相中的W-Ni(Fe)比例基本保持恒定，为63W-37Ni(Fe)。     

Al-20% Sn-4.5% Cu合金在高能球磨和烧结中的组织

利用机械合金化方法制备Al-20%Sn-4.5%Cu合金粉末,将之压制成型后进行烧结.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)分析了Al-20%Sn-4.5%Cu合金在高能球磨和烧结过程中的组织变化.结果表明,该合金粉末经40 h球磨后,可以获得纳米级Sn颗粒均匀弥散分布在Al基体上的组织,并且形成了Al(Cu)过饱和固溶体;在随后的烧结过程中,Sn相尺寸仍保持在200 mm左右,Al(Cu)过饱和固溶体则以CuAl2相的形式脱溶析出.     

合金元素Mo对Laves相强化Cr-10Ta合金组织与性能的影响

通过机械合金化+热压烧结工艺制备了Cr-10Ta和Cr-10Ta-20Mo合金,研究了添加20%Mo对Laves相Cr-Ta合金组织及室温力学性能的影响。结果表明,Cr、Ta和Mo元素粉经球磨25 h后在1350℃×1 h热压工艺下可获得组织细小均匀的高致密度Cr-10Ta和Cr-10Ta-20Mo合金。Cr-10Ta中生成的Laves相Cr_2Ta是室温下稳定的C15结构,而添加20%Mo会使合金中生成的Laves相Cr_2Ta发生相转变,形成亚稳态的C14型Laves相。所制备的Cr-10Ta-20Mo合金表现出良好的细晶和合金化强韧化效果,室温下的硬度为6.89 GPa,断裂韧性大于7.91 MPa·m1/2,屈服强度和抗压强度分别达2635、3364 MPa,压缩应变为6.7%。