高能球磨AI-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Ｈａｎ的ＡＩｘＣｕ１－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。球磨强度对的反应进程影响显著。在ｘ＝０．３￣０．７范围内仅形成一种金属间化合物。     

高能球磨自蔓延燃烧反应条件

对影响高能球磨固态自蔓延燃烧反应的各种因素进行了评述，认为反应热力学和显微组织对确定燃烧反应能否发生同等重要，同时，它们受各种球磨参数控制。初步提出一个定性的高能球磨燃烧反应条件，为研究此类反应和高效地利用此项技术原位制备纳米复合材料指明应该考虑的问题。     

高能球磨对碳热还原合成氮化铝的作用

研究了氧化铝球磨对碳热还原反应合成氮化铝的作用。结果表明：氧化铝高能球磨几分钟后,晶粒细化至纳米级,随球磨时间增加,晶粒尺寸变化不大,而点阵畸变持续增加。氧化铝经球磨后,对碳热还原反应有促进作用：高能球磨氧化铝２０ｈ,碳热还原反应开始温度降至１０００℃左右,完全反应的温度降至１２５０℃。球磨产生的机械化学作用,如晶粒细化、晶格畸变和大量缺陷及表面断键作用,是球磨促进碳热还原反应的主要原因。细化晶粒有利于反应的进行,但不是球磨促进反应的唯一原因     

环境温度对高能球磨固态还原反应的影响

高能球磨过程中的温度效应一直是研究者们争论的焦点,这直接影响到对机械合金化机制的认识。作者以两种具有高放热性质的Al/CuO和Si/CuO体系为研究对象,考察了环境温度(11、22、100、200℃)对高能球磨固态还原反应的影响,试验结果表明:(1)Al/CuO和Si/CuO体系反应开始的时间均随环境温度升高而缩短,归因于提高环境温度增强了球磨固态原子或离子的扩散速率;(2)球磨中间停留将延长开始反应时间,这是因为停留使反应体系能量降低,恢复球磨需要一段时间来重新建立点火所需条件所致。     

纳米相增强铝基复合材料制备技术的研究进展

综述了纳米相增强铝基复合材料制备技术的国内外研究现状,对原位反应合成法、快速凝固工艺、大塑性变形法、高能球磨法、溅射法、溶胶-凝胶法6大类制备工艺方法的机理、特点、适用范围和现阶段开发程度,以及由这些制备工艺所开发出的新材料的优异的力学、物理、化学性能进行了分析,并综合评价了各种工艺方法的优缺点。在指出纳米相增强铝基复合材料制备技术应用现状的基础上,探讨了制备技术未来的发展趋势。     

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。     

铝基水反应活性材料制备及其性能研究

为提高铝粉与海水的反应效率和速率,在惰性氛围下,采用高能球磨法通过多次变速循环工艺制备得到了铝基水反应活性材料。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、比表面测试等分析表征材料的微观结构和氧化性能;采用自主设计的金属/水反应装置,实时记录铝基水反应金属材料与海水反应产生的氢气量,研究铝基水反应活性材料的活性。研究结果表明：高能球磨能提高铝基材料与海水的反应活性,铝粉经过球磨后反应效率达到原先的2倍;球磨过程中添加剂铋的添加能进一步提高铝基水反应材料的活性;反应总产率能够达到71.2%,其快速期氢气产生反应速率为210.7 mL/(min·g)。制备的铝基水反应活性材料在高能水反应金属燃料推进剂和制氢领域都具有应用价值。     

镁基水反应金属材料制备及其水反应活性

提高镁粉与海水的反应效率和速率,在惰性氛围下,采用高能球磨法通过多次变速循环工艺制备得到了镁基水反应活性材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)、比表面测试等分析表征了材料的微观结构和氧化性能。采用自主设计的金属/水反应装置,实时记录镁基水反应金属材料与海水反应产生的氢气量。研究了镁基水反应活性材料的活性。结果表明,高能球磨能大幅提高镁基材料与海水的反应活性。镁粉经过球磨后,反应效率达到了80.5%。球磨过程中催化剂的添加能进一步提高镁基水反应材料的活性。反应总产率能够达到91.1%,其快速期氢气产生反应速率为741 mL·min-1·g-1。     

Si_N_4陶瓷材料中Y_2O_3的光度法测定

研究了ＤＢＣ－偶氮氯膦与钇的显色反应、在０．２５ｍｏｌ／Ｌ盐酸介质中，ＤＢＣ－偶氮氯膦与钇可生成兰色络合物，最大吸收峰为６４６ｎｍ，表观摩尔吸光系数为８×１０￣４。提出了Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷材料中Ｙ＿２Ｏ＿３的光度分析法，方法简单，好掌握，分析精度高，在一般工厂试验室均可推广应用。     

热碳反应合成AlN粉末的研究

研究了采用氧化铝高温碳还原法合成ＡＩＮ粉末。系统研究了还原氮化反应的工艺参数、原料粉的结构及特性添加剂和混合粉的原始状态等对反应过程的影响。结果表明：θ－Ａｌ＿２Ｏ＿３的反应活性高于α－Ａｌ＿２Ｏ＿３；在原料中添加适量的Ｙ＿２Ｏ＿２可明显提高反应速度；压块状混合粉比疏松状混合粉反应速率大，反应程度高。提高反应温度和延长反应时间都可提高反应速度，但反应温度的影响大于反应时间，较为适宜的反应温度和时间为１７５０～１８００℃，１～５ｈ．     

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.     

机械合金化合成YAlO3

为了合成YAlO3(YAP),对Y2O3-Al2O3粉体混合物进行了高能球磨研究。试验结果表明:经高能球磨后,Y2O3-Al2O3可发生固相合成反应,生成YAlO3。Y2O3-Al2O3的机械合金化过程包括两个阶段:第一阶段(0～2h),氧化物颗粒快速细化,晶格发生严重畸变,球磨促使Y2O3发生了晶型转变,由稳定的立方晶转变成非稳态的单斜晶;第二阶段(5～40h),Y2O3晶型转变完成,并呈无定形化,Y2O3和Al2O3发生固相合成反应,生成YAlO3。     

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.     

含能催化复合纳米材料的制备研究

亚铬酸铜是促进复合固体推进剂中高氯酸铵分解的一种很好的催化剂,但由于以往制备的亚铬酸铜及高氯酸铵超细微粒易发生团聚,不能有效地对高氯酸铵的分解起催化作用。本文使用高能球磨法,使纳米级亚铬酸铜嵌入或粘附于高氯酸铵晶体表面而形成复合粒子,因而大大地提高了对高氯酸铵的催化效果,使高氯酸铵的热分解反应温度区间明显前移,热分解反应的激烈程度大大提高     

爆轰合成超微金刚石解聚与分散研究

通过机械剪切力和化学作用相结合的方法,主要采用球磨机和化学分散剂对爆轰合成超微金刚石(UFD)团聚体的解聚及其在水介质中的分散稳定性进行了研究.结果表明,在其它球磨条件不变的情况下,存在一个解聚的最佳球磨时间,为60min;使用具有协同效应稳定机理的化学分散剂组合,可以使UFD在水介质中稳定分散8d以上.