机械合金化制备非晶机制研究

简述了机械合金化(MA)制备非晶的特征。在概述机械合金化合成非晶原理的基础上,着重分析了ΔHm ix 0和ΔHm ix≈0两种条件下非晶形成的机制。结果表明,机械合金化过程中,合金组元的混合焓并不是非晶形成的决定因素,当|ΔHm ix|≈0时,其相变的驱动力来源于球磨供给的机械功。基于Desré和Yavari提出的机械合金化非晶形成动力学理论,计算得出A l-Pb合金系(A l-2.25wt%Pb)的非晶晶化的临界非晶层厚度值约为4nm。     

正混合热体系的机械驱动非晶化

报道了用机械合金化法制备具有正混合热Ta-Cu系的非晶合金,通过x射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等手段,研究了球磨样品的结构变化,并在实验上确定了Ta-Cu系非晶形成范围,分析了正混合热体系的非晶转变驱动力。最后,用热分析技术研究了所形成的非晶Ta-Cu合金的热稳定性。     

Mg—Ni非晶合金形成范围的热力学预测

机械合经是制备非晶和纳米晶合金行之有效的方法。本文从Miedema模型出发,预测了不互溶的Mg和Ni元素的混合物经过机械合金化形成Mg-Ni非晶合金的成分范围,并与试验结果进行了比较,发现二者符合得很好。     

机械合金化法制备Ti_(50)Ni_(15)Cu_(28)Sn_7非晶合金粉末

以一定比例配置Ti、Ni、Cu、Sn金属粉末,利用机械合金化方法在转速为300 r/min、球料比为12∶1的条件下制备Ti_(50)Ni_(15)Cu_(28)Sn_7非晶合金。采用XRD和SEM对不同球磨时间混合粉末的物相结构和形貌进行分析。并对合金粉末进行了DSC分析。结果表明:经过不同时间球磨之后,混合的金属粉末开始出现合金化及不同程度的非晶化。随着球磨时间的增加,粉末颗粒逐渐细化。球磨80 h后,合金粉末全部转变为非晶合金,且具有较高的热稳定性和非晶形成能力。     

机械合金化制备Ni-Ti-Ta系非晶态合金研究

用机械合金化方法合成Ni-Ti-Ta系非晶态合金,并利用X射线衍射仪对球磨不同时间的Ni-Ti-Ta系混合粉末进行了分析.结果表明:在Ni-Ti合金中加入Ta可促使其形成非晶;按照(Ni51Ti49)1-xTax(x=0,2,4,10,15,20)配比的混合粉末在一定的机械合金化条件下可获得非晶.     

机械合金化合成Ni—Mo合金

采用机械合金化方法制备Ni_(100-x)Mo_x(x=20,30,38)合金,并采用X-射线衍射,扫描电镜,透射电镜研究该机械合金化过程合金的结构变化结果表明Ni_(62)Mo_(38)试详经高能球磨后产生了部分非晶化,而Ni_(80)Mo_(20)和Ni_(70)Mo_(30)都形成了非平衡的纳米晶体     

球磨MgNi非晶储氢合金电化学性能的研究

采用机械合金化法,制备了MgNi非晶储氢合金。探讨了球磨生成非晶的机制。用SEM和XRD分析了合金的表面形貌和相组成。研究不同的球磨工艺如球料比、球径配比、转速以及球磨时间对合金电极电化学性能的影响。所制备的MgNi非晶合金电极的放电容量最高为450mAh/g,但是容量衰减较快。     

Ti_(44)Ni_(47)Nb_9合金粉末球磨工艺的优化

采用机械合金化的方法制备了Ti_(44)Ni_(47)Nb_9形状记忆合金粉末,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析和能量色散光谱(EDS)等分析了球磨工艺参数对粉末非晶度和颗粒尺寸的影响,得出了最佳的球磨工艺参数。分析了球磨转速、球料比以及球磨时间等参数对机械合金化过程的影响规律。结果表明:合金粉末在球磨60 h时已出现大部分非晶相,100 h时已接近完全非晶化。机械合金化制备的Ti_(44)Ni_(47)Nb_9合金粉末尺寸随球磨时间的增加先迅速减小后在60 h左右趋于稳定,在球磨速率不变的条件下,随着球磨时间增长,粉末的平均粒径大幅度减小,且由棱角分明的不规则体逐渐变化为球形体,在球磨初期(10～30 h)存在颗粒团聚的现象,随球磨时间延长(30 h后)该现象逐渐消失。从粉末颗粒尺寸、分布状况、圆滑程度等方面分析考虑:在球磨时间为100 h的条件下,当球磨转速为200 r/min、球料比为10∶1时机械合金化效果最佳。     

粉末冶金超细晶医用Ti-Mo-Fe合金的制备与表征

以元素粉末为原料,采用机械合金化方法结合放电等离子烧结工艺制备了Ti-8Mo-(0~9)Fe合金材料,并探讨了制备工艺对球磨粉体及烧结态合金性能的影响规律。结果表明,当铁含量为3%~9%(质量分数)时,球磨10 h粉体经900℃烧结可获得高致密度、并具有超细晶结构的钛合金材料,其显微组织主要由β-Ti相基体及fcc-Ti颗粒组成,其晶粒尺寸为130~490 nm,这是在钛合金块体材料中首次制备出fcc结构Ti相。在机械合金化过程中,Fe元素的加入可显著提高合金体系的非晶形成能力,并随Fe含量增加体系非晶形成能力增强,粉末非晶相比例增加,经10 h高能球磨后,即可合成具有良好的热稳定性的非晶/纳米晶Ti-Mo-Fe复合粉末。     

粉末冶金行业突破性创新技术——机械合金化技术

通过高能球磨使得粉末经受反复的变形、冷焊、破碎,从而实现元素间合金化的复杂物理化学过程——这就是机械合金化。机械合金化是一种非平衡加工技术,可以避开普通冶金方法的高温熔化、凝固过程,在室温下实现金属的合金化。机械合金化可以合成制备纳米晶材料、准晶材料、非晶材料、过饱和固溶体以及稳态或亚稳态金属间化合物。机械合金化制备的材料具有均匀细小的显微组织(可达到亚微米级别),在性能上优于普通方法制备的材料,已成为生产常规手段难以制备的合金及新材料的好方法。近年来,机械合金化经大力研究和拓展,已经成为粉末冶金行业取得突破性进展的新技术之一。     

放电等离子烧结制备Fe75Zr3Si13B9磁性材料

采用机械合金化技术制备Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体,利用SPS放电等离子烧结技术在不同烧结温度下将非晶合金粉体制备成d20 mm×7 mm的块体非晶纳米晶合金。采用XRD和DSC分析了Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体的相组成、玻璃转变温度Tg、开始晶化温度Tx和晶化峰温度Tp。然后利用XRD、SEM、Gleeble3500、VSM分析不同烧结温度下块体的相转变、微观形貌、力学性能和磁性能。研究表明,在500 MPa的烧结压力下,随着烧结温度的升高,非晶相开始晶化形成非晶纳米晶双相结构,同时,样品的致密度、抗压强度、微观硬度、饱和磁化强度均显著提高。最后在500 MPa的烧结压力和863.15 K的烧结温度下,获得密度6.9325 g/cm3、抗压强度1140.28 MPa、饱和磁化强度1.28 T的非晶纳米晶磁性材料。     

Mg_2Ni系贮氢合金制备方法的研究进展

本文综述了熔炼法、机械合金化法、烧结法、扩散法、氢化燃烧合成法、表面处理法等制备Mg2Ni合金的基本原理和主要工艺。介绍了扩散法和球磨法等制备技术的联用,总结并讨论了这些合金制备技术制取的合金的充放氢性能和电化学性能及其对合金性能的影响。较先进的机械合金化法制备Mg2Ni系贮氢合金复合材料是比较理想的途径。     

医用多孔金属的制备及其生物活化研究进展

医用多孔金属材料,特别是多孔钛及钛合金能够提供与人体骨组织相匹配的力学性能,并促进骨组织长人以提高其与骨的固定度,在人体硬组织修复与替换方面具有广泛的应用前景。重点围绕多孔钛及钛合金的制备方法及适用于其复杂孔隙结构的表面生物活化方法,综述了各种方法在多孔钛及钛合金上的应用现状。目前适用于多孔钛及钛合金制备的技术主要有粉末冶金法、钛纤维烧结法、自蔓延高温合成法、选区电子束熔化技术和选区激光熔化技术,适用于多孔钛及钛合金表面生物活化的技术主要有溶胶凝胶法、仿生矿化法、电化学沉积法和微弧氧化法。多孔钛及钛合金的力学相容性和表面生物活性需要同时满足临床要求,才能进一步扩大其在医学领域的应用范围。     

镁基贮氢合金的制备

综述了镁基贮氢合金制备方法的研究进展，对熔炼法、机械合金化法、扩散法、氢化燃烧法、表面处理等几种主要制备镁基贮氢合金的方法的制备过程、影响因素、特点、优缺点等作了阐述，并论述了目前国内外采用不同制备方法所制得的部分镁基贮氢合金的充放氢性能和电化学性能。     

合金元素对Zr基大块非晶晶化行为的影响

利用准晶的共轭结构模型构造出了Zr基非晶合金中准晶相的原子结构模型,用递归方法研究了合金元素对非晶晶化过程的影响.结果表明:Zr基非晶合金析出的准晶相存在Zr6Ni,Ni6Zr2种结构,Ni6Zr结构优先析出;合金元素Ag,Pd,Pt,Au固溶于准晶中时,占据Cu,Ni原子的位置,增大近邻原子间的相互作用,这从电子理论角度解释了合金元素Ag,Pd,Pt,Au稳定地促进二十面体准晶(I)相析出的事实.     

凝固条件对非晶合金的微观结构和性能的影响

采用不同凝固控制的方法,研究了凝固条件对非晶合金的微观结构、热稳定性以及力学性能的影响。研究表明,高温下铜模喷铸样品为完全非晶结构,而低温喷铸和电弧原位吸铸所制备的样品中存在着一些纳米量级的析出相。高温喷铸样品表现出非晶合金典型的脆断行为,但低温喷铸和原位电弧吸铸样品则表现出较高的强度和良好的塑性变形能力。高温甩带样品初始晶化温度高于相应的低温甩带样品,其长期热稳定性优于低温甩带样品,表明浇铸温度的升高增强了非晶合金的热稳定性。     

非晶合金凝固过程数值模拟研究进展

综述了非晶合金凝固过程数值模拟研究的最新成果及动态,重点介绍了与几种常见的非晶制备方法相对应的计算模型,并进行了相应的分析和评述.最后对非晶合金凝固过程数值模拟今后的研究工作进行了展望.     

锆基非晶合金的研究进展与应用

概括了锆基非晶系的各种体系，介绍了制备锆基非晶的各种方法，综述了锆基非晶的力学性能、物理性能及抗腐蚀性能。分析了锆基非晶在晶化过程中的热稳定性和动力学，以及晶化过程中的纳米晶、准晶与组织、结构的变化，并对锆基非晶合金的应用进行了评述。     

Using Amorphous Phases in the Design of Structural Alloys

The recent discovery that amorphous alloy powders can be prepared by mechanically alloying a mixture of pure crystalline intermetallics is opening new windows to the synthesis of engineering materials. Amorphous powders synthesized by mechanical alloying may find application in the design of structural alloys, high thermal conductivity alloys, and metal-matrix composites.     

The effect of solid solution W additions on the mechanical properties of nanocrystalline Ni

Although pure metals with grain sizes below about 10 nm are very difficult to prepare, alloying enables the realization of finer grain sizes, often down to the amorphous limit. In this work, the role of solid solution additions of ~13 at% W are considered with respect to the structure and mechanical properties of electrodeposited Ni alloys with grain sizes below 10 nm. Structure of the nanocrystalline alloys is analyzed by high-resolution transmission electron microscopy, and related to the mechanical properties assessed by instrumented nanoindentation and nano-scratch experiments. The Ni-W alloys exhibit higher hardness and scratch resistance as compared to the finest pure nanocrystalline Ni alloys, although the contribution of solid solution strengthening from W is expected to be essentially negligible. The improved properties are therefore most likely due to the finer length scale available in multicomponent nanocrystalline alloys, and suggest that alloying may suppress the breakdown of Hall-Petch strengthening to finer grain sizes. Finally, the present data are shown to smoothly bridge the hardness-grain size trend between nanocrystalline Ni (grain size>10 nm) and amorphous Ni-based alloys.