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.     

AlFeCrCoNi高熵合金的机械合金化法制备及退火行为研究

为了研究AlFeCrCoNi高熵合金的热处理工艺,文中采用机械合金化法制备了AlFeCrCoNi高熵合金,研究了球磨时间对Al、Fe、Cr、Co、Ni合金相变、晶粒尺寸、颗粒尺寸和球磨粉体形貌的影响,分析了球磨法制备的AlFeCrCoNi高熵合金的退火行为.研究结果表明:随着球磨时间的延长,晶粒尺寸逐渐减小,趋于稳定时其晶粒尺寸为34.球磨60h时,粉体颗粒形貌为球状,颗粒尺寸约为20μm.AlFeCrCoNi高熵合金在加热过程中分别在615.7℃、971.5℃和1 384.3℃出现三个吸热峰,前两个峰表明发生固态相变,1 384.3℃为高熵合金的熔点.     

纳米钨合金粉末常压烧结的致密化和晶粒长大

高密度合金由于具有密度和强度高、延性好等一系列的性能,在军工上被用作动能穿甲弹材料,纳米材料被认为是21世纪应用前景非常广阔的新型材料,采用纳米粉末可望大大细化钨合金晶粒,显著提高合金的强度、延性和硬度等力学性能,因而是制备新型高强韧高密度钨合金的很重要的研究方向。作者采用机械合金化（MA）工艺制备了纳米钨合金复合粉末,研究了纳米钨合金粉末在常压氢气气氛中的吉致密化和在烧结过程中的W晶粒长大行为,同时,指出了在液相烧结时存在的问题,即W晶粒加速重排、产生晶粒聚集与合并,迅速发生W晶粒长大,在较短时间内液相烧结时,W晶粒尺寸又长大到接近传统高密度合金水平,研究结果表明,MA纳米粉末促进了致密化,使致密化温度降低100－200℃;在一般固相烧结温度时可以得到晶粒粒径为3－5μm的细晶高强度合金。     

钨铜合金的制备工艺研究

研究了粉末粒度、成型压力及铜的损耗对钨铜复合材料制备的影响.通过试验进一步提高了钨铜合金的相对致密度,简化了钨铜合金制作工艺.研究发现:随着球磨时间的延长,钨铜粉末发生了明显的细化和圆化,粉末分布更为均匀,烧结活性有较大提高,合金性能和组织结构更加良好,材料致密度有相应的提高.通过对两种不同成型压力烧结的试样进行测试,得到不同压力下的材料致密度和铜含量的变化数据.发现随着成型压力的增大,材料的烧结致密度升高.对铜流失的现象进行了分析,使铜的损耗现象得到一定的控制.     

3%C-Cu机械球磨复合粉末的烧结

为了给后续的致密化工序（如热挤压）提供较高质量的烧结坯,用扫描电镜和光学显微镜分析了3%C-Cu机械球磨复合粉末所制备烧结坯的显微组织,并研究了工艺参数对其相对致密度的影响规律。结果表明,烧结温度对未机械球磨混合粉烧结行为的影响很大,而机械球磨复合粉对烧结温度不敏感。真空热压烧结可以明显地促进致密化过程。提高烧结温度、延长烧结保温时间或增加热压压强,均有助于提高烧结坯的相对致密度。在相同条件下,烧结坯的相对致密度随着复合粉末机械球磨时间的延长而降低。     

球磨WC-8Co粉末的放电等离子烧结

对WC-8Co粉末不同球磨时间后进行放电等离子烧结,研究了球磨时间及烧结温度对WC-8Co硬质合金微观结构及性能的影响。结果表明:球磨时间延长,粉末颗粒变细,晶格畸变增加,衍射峰强度降低,并随时间延长,团聚现象严重;采用放电等离子烧结,在1 200℃时,可以得到接近全致密的烧结样品,烧结温度低于传统方法的烧结温度;球磨时间在2 h以下时,样品的致密度、硬度和断裂韧性达到最佳,晶粒较小且分布均匀;延长球磨时间,性能显著下降且出现较多粗晶、空洞、Co池等缺陷。     

高能球磨钨基高密度合金超细粉末的烧结

研究了采用行星式高能球磨机球磨后的９７Ｗ－２Ｎｉ－１Ｆｅ（质量分数，％）高密度合金混合粉末的特性和烧结行为，实验结果表明，球磨可以生成纳米晶粉末和Ｗ的超饱和固溶体，产生大量的缺陷，促进烧结致密化，在１２５０￣１４２０℃固相烧结时可以达到几乎全致密和得到非常细的晶粒。作者还对烧结过程中出现的问题进行了初步探讨。     

钨镍铜粉体分形维数对烧结密度的影响

钨镍铜复合粉体作为破甲弹药型罩新材料,其烧结密度是影响性能稳定性的关键因素之一。本文通过对还原粉及不同球磨时间的超细粉进行粒度分布测量,分析了体分形维数应用的适用性;通过对还原粉和不同粒度分布的超细粉按质量比75∶25混合后进行烧结及其粒度分布测量,压坯烧结后进行密度测量,探究体分形维数对烧结密度的影响。结果表明:球磨4h以上的超细粉不适合用分形维数表征,钨镍铜粉的粒度分布对其烧结度有一定影响;还原粉与6h球磨粉按75∶25的比例混合时,钨镍铜混粉的烧结密度最高,为17.431g/cm~3,此时混粉的特征粒径为25.689μm,体分形维数为2.339。定量分析粒度分布对烧结密度的影响,得到在现有实验条件下最大烧结密度时的工艺参数,对进一步研究药型罩原料制备,提高破甲弹性能具有一定的参考作用。     

Ti_3SiC导电陶瓷粉体的制备

将单质粉体Ti,Si和C作为实验原料,按着原子配比(Ti∶Si∶C=3∶1∶2)将原料粉体称量混合后,利用高能球磨机和放电等离子设备进行Ti_3SiC导电陶瓷粉体的制备。通过机械合金化工艺(球磨转速550 rpm,球料比10∶1,磨球直径12 mm)球磨10 h,生成以Ti_3SiC为主晶相的混合粉体,其中Ti_3SiC含量为83%,同时研究了放电等离子温度对混合粉体中Ti_3SiC的含量和形貌的影响。研究表明:利用放电等离子工艺可提高球磨粉体中的Ti_3SiC含量,当烧结温度为1 000℃时,球磨粉体中Ti_3SiC的含量达到99.1%,球磨粉体的组织形貌也以Ti_3SiC的典型层片状为主。     

球磨时间对Ti(C_(0.7),N_(0.3))晶粒及Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷组织和性能的影响

球磨是金属陶瓷制备中的关键工艺,滚动球磨是目前成本较低、在实际工业生产中应用最广泛的球磨方式。为了量化分析球磨时间对Ti(C0.7,N0.3)基金属陶瓷的影响,采用湿混的方法在固定的球料比、球磨机转速和球磨介质添加量的条件下,研究球磨时间因素对Ti(C0.7,N0.3)的晶粒尺寸、应变和晶格常数的影响,以及对烧结后的Ti(C0.7,N0.3)基金属陶瓷微观组织和物理力学性能如收缩率、密度、硬度和横向断裂强度的影响。结果表明,随球磨时间增加,Ti(C0.7,N0.3)晶粒尺寸下降,而微观应变增加。同时,Ti(C0.7,N0.3)的晶格常数也增加,这与晶粒微观应变增加以及少量原料的氧化加剧有关。对烧结后的微观组织而言,球磨时间的增加导致金属陶瓷硬质相平均晶粒尺寸下降,但是当球磨时间达到72和96 h的时候,金属陶瓷中出现了0.1μm左右的孔隙,这与球磨过程中氧含量的增加导致烧结时脱气反应以及Ti(C,N)硬质相和Ni粘接剂之间的润湿性变差有关。Ti(C0.7,N0.3)基金属陶瓷微观组织中白芯结构数量随球磨时间的增加明显减少了,芯中Mo含量的下降而Ti含量的增加是白芯数量下降的原因。环形相随球磨时间的增加变薄了,这一现象与不同尺寸的颗粒溶解度以及颗粒的均匀性有关。另外,随着球磨时间的增加,Ti(C0.7,N0.3)基金属陶瓷的硬度增加,而横向断裂强度随球磨时间的增加先增加后下降,其中孔隙对横向断裂强度的损害作用要大于晶粒细化对强度提高的作用。     

Microstructure and Properties of W-Cu Alloys Prepared with Mechanically Activated Powder

W-15% Cu (mass fraction) alloys were sintered with mechanically activated powder in order to develop new preparing processes and improve properties of alloys. The microstructures of the activated powder and the sintered alloy were observed. Properties such as density were measured. The results show that through mechanical activation, the particle size of the powder becomes finer to sub-micron or nanometer level, some copper was soluble in tungsten, and high density W-Cu alloys can be obtained by mechanically activated powder for its action to the activation sintering.     

Manufacture of high-dispersed W-Cu composite powder by mechano-thermal process

In order to improve the process of co-reduction of oxide powder, a new mechano-thermal process was designed to produce high-dispersed W-Cu composite powder by high temperature oxidation, short time high-energy milling and reduction at lower temperature. The particle size, oxygen content and their sintering abilities of W-Cu composite powder in different conditions were analyzed. The results show that after a quick milling of the oxide powder for about 3-10 h, the reduction temperature of the W-Cu oxide powder can be lowered to about 650 ℃ from 700-750 ℃ owning to the lowering of particle size of the oxide powder. The average particle size of W-Cu powder after reduction at 650 ℃ is about 0. 5μm smaller than that reduced at 750 ℃. After sintering at 1 200℃ for 1 h in hydrogen atmosphere, the relative density and thermal conductivity of final products (W-20Cu) can attain 99. 5% and 210 W ·m-1· K-1 respectively.     

原料合金化及烧结方式对NiTi合金性能的影响

镍钛形状记忆合金因具有优良的形状记忆效应、超弹性和良好的生物相容性而被广泛地运用于各个领域。本文研究原料粉末合金化及烧结方式对烧结体结构和性能的影响,分别以金属镍/钛混合粉及镍钛合金粉为原料,通过凝胶注模成形得到生坯,再以不同的烧结方式获得NiTi合金,利用X射线衍射仪和扫描电镜等设备,对原料粉末及烧结体的结构和性能进行分析。结果表明:相对于镍钛混合粉,以NiTi合金粉为原料制备出的NiTi合金组织中NiTi相含量更多;采用热等静压方法在1 050 ℃、9 MPa气压值的条件下,烧结4 h,制备出致密度达到91.5%、密度为5.9 g/cm3的合金,比真空烧结制备出的合金的密度值高出约0.5 g/cm3;同时热等静压烧结出合金的平均硬度值为226.2 HV,比真空烧结出合金硬度高出约33.6 HV。采热等静压的烧结方式能促进烧结过程中合金的致密化,大幅度提高凝胶注模成形制备NiTi合金的密度。     

Properties, phases and microstructure of microwave sintered W-20Cu composites from spray pyrolysiscontinuous reduction processed powders

The effects of microwave sintering on the properties, phases and microstructure of W-20Cu alloy, using composite powder fabricated by spray pyrolysis-continuous reduction technology, were investigated. Compared with the conventional hot-press sintering, microwave sintering to W-20Cu composites could be achieved with lower sintering temperature and shorter sintering time. Furthermore, microwave sintered W-Cu composites with high densification, homogenous microstructure and excellent properties were obtained. Microwave sintering could also result in finer microstructures.     

纳米铜对粉末冶金渗碳齿轮件组织与性能影响

将质量分数为为3%的纳米Cu与一定比例的Cr、Mn、Ti粉末与Fe基体粉末通过高能球磨机均匀混合,经过压制成形、烧结和渗碳处理过程,制成粉末冶金块体材料.用扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行组织结构分析,并与传统20CrMnTi汽车齿轮制品进行性能的对比分析.结果表明:少量的纳米Cu在Fe基颗粒界面上通过扩散、熔解,促进了Fe基颗粒的有效连接和传质扩散,在Fe基颗粒界面形成Cu相;添加少量纳米Cu可以显著降低粉末冶金加工时的烧结温度,同时制成的20CrMnTi粉末冶金制品在性能上也更具有优势.     

球磨参数及Ni比例对Mg2Ni合金储氢性能影响研究

采用中频感应炉熔炼出铸态Mg2 Ni合金,将Mg2Ni合金与一定量的Ni粉进行混合球磨处理.系统研究在不同Ni粉添加量及球磨时间等条件下所得合金样品的结构及储氢性能.研究表明,随着Ni含量的增大及球磨时间的延长,合金的非晶纳米晶结构逐渐增多;合金的最大放电容量及循环稳定性得到明显提升;合金的表面催化活性及合金体相内的H传输能力都有了显著提高.Ni粉的作用主要在于可促进合金非晶化,同时对合金的放氢过程起到了催化的作用.     

W-Cu高密度合金的制备

高致密度是W-Cu合金性能优良的前提,但是由于W和Cu的不互溶,二者形成的是一种典型的假合金,因此W-Cu合金的制备只有通过粉末冶金的方法来完成以仲钨酸铵和硝酸铜为原料,利用氢还原和烧结技术制备的W-Cu合金,其中w(Cu)=15%,通过SEM、XRD对制备过程中各阶段形成的产物及最终形成的W-Cu合金进行了相分析和组织形貌分析,并进行了性能试验.试验结果表明,通过此工艺制备出的W-Cu复合粉末具有均匀的化学组成和较高的烧结活性,在1220℃烧结2h后,其烧结体密度可达理论密度的98.45%,且在合金中形成了对导热、导电性能具有重要作用的Cu网络结构.     

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。