基于正交设计与BP神经网络优化制备纳米WC-MgO复合粉末

为获得晶粒尺寸较小的纳米复合粉末,运用正交实验设计结合BP神经网络优化球磨工艺参数。以磨球直径、球磨转速和球料比为正交实验设计因子,每个因子各取4个水平,以WC-MgO复合粉末的晶粒尺寸为目标因子,编制3因素4水平正交设计表。结合BP神经网络强大的自学习和函数拟合功能,以正交设计表中3因素为网络输入层,以晶粒尺寸为网络输出层,建立BP神经网络优化模型,并通过该模型进行预测和优选,得到最佳的高能球磨工艺参数。     

高能球磨制备Zr-V纳米粉末

将初始Zr粉和V粉按一定比例混合 ,用高能球磨设备制备Zr V纳米粉末 ,利用XRD和SEM及TEM研究研磨过程中粉末的物相及粒度变化。结果表明 ,粉末的晶粒尺寸随研磨时间的增加而减少 ,适当增加转速 ,可以缩短晶粒细化时间 ;通过高能球磨可以制备出粉末晶粒尺寸在 10nm左右 ,粉末颗粒尺寸在 6nm左右的Zr V混合粉末     

球磨工艺对Al2O3/Mo复合材料组织的影响

针对原位自生Al2O3增强钼基复合材料晶粒较大的问题,采用溶胶-凝胶与高能球磨相结合的方法细化复合材料晶粒,并利用SEM、XRD对不同球磨工艺所制备Al2O3/Mo复合粉末及复合材料的组织进行了观察和分析。结果表明:随着球磨时间的延长,Al2O3/Mo复合粉末颗粒由球状变为层片状再成为细小的球状,颗粒大小由约1.5μm细化为约500nm,其中的钼晶粒不断细化;高球料比所得粉末的分散性和破碎细化程度较好;转速提高使得粉末颗粒的尺寸均匀程度降低,且伴有结块现象,不利于粉末的细化。在球料比5∶1、转速300r/min、球磨时间60h条件下获得的复合粉末,经压坯烧结可制备出Al2O3颗粒为纳米级的钼基复合材料。     

高能球磨合成纳米WC-Co复合粉末的特性

采用变转速多次循环高能球磨工艺在32min制备出了平均晶粒尺寸约为25nm的纳米WC-10CO-0．8VC-0．2Cr3C2(重量分数)复合粉末，并用化学元素分析、XRD，TEM，DTA对纳米WC—Co复合粉末的特性进行了表征和分析。结果表明，变转速多次循环高能球磨工艺制备的纳米WC—CO复合粉末，化学成分合格，杂质含量低，球磨效率高；球磨过程是一个晶粒逐渐细化的过程，同时也是一个晶格畸变逐渐增加、粉末体系能量逐渐增大的过程；球磨得到的WC-Co纳米复合粉末颗粒形貌基本为球形，粒径分布较宽，颗粒中存在着一些团聚体，平均颗粒尺寸约为50nm；纳米WC-10Co-0．8VC-0．2Cr3C2(wt％)复合粉末的共晶点约为1280℃。纳米复合粉末中W，Co，V，Cr元素分布均匀弥散。     

高能球磨制备纳米WC-8Co复合粉末

对采用高能球磨法制备纳米WC-8Co复合粉末的工艺条件进行了研究。实验采用逐步优化方式,研究液固比、球料比、球磨转速、球磨时间对粉末的特性的影响。采用SEM扫描电镜观察粉末形貌,用EDX能谱分析了粉末中Co元素的分布,检测了粉末中Co的化学成分,确定了液固比参数,通过检测粉末的比表面和BET粒度的变化优化球料比、球磨转速及球磨时间等工艺参数,采用最优化工艺得到了粉末比表面为6.82m2/g、BET粒度为59.4nm,Co相分布均匀的纳米WC-8Co复合粉末。     

球磨时间对W-30Cu复合粉末中W晶粒度及烧结致密化行为的影响

研究了高能球磨时间对W-30Cu复合粉末晶粒度及烧结行为的影响.结果表明,当球磨时间从16h提高到33h时,复合粉的晶粒度由25nm减小到10nm,并发生机械合金化现象;在温度为1275℃烧结60min,经18h高能球磨的复合粉末烧结就可以达到全致密.研究还发现,高能球磨W-30Cu复合粉末具有较好的热稳定性,经950℃退火处理,晶粒尺寸没有发生异常长大现象;经烧结材料的硬度明显高于普通的W-30Cu复合材料.经1 275℃烧结30 min后合金其晶粒尺寸在300～550 nm.     

高能球磨工艺对WO3晶粒尺寸的影响

用X射线衍射和透射电镜，研究了高能球磨工艺对WO3-CO2O3-C混合粉末中WO3晶粒尺寸的影响。结果表明：球磨时间增长、球磨转速提高和装料比的加大都可有效地降低反应物晶粒尺寸，而且当球磨到一定时间后，WO3和C可以达到纳米级。适宜的制备纳米级WO3-C-CO2O3混合粉的球磨工艺参数应为：球磨筒转速400r／min，球磨时间4～8h，球料比40：1～60：1。     

纳米Mg_2Si材料的制备及热电性能研究

以高纯Mg,Si粉合成得到的Mg_2Si微米粉体为原料,采用机械球磨方法制备纳米Mg_2Si粉体。对球磨过程中球磨介质、球料比、转速及球磨时间进行分析,发现:通过机械球磨微米Mg_2Si的方法,以正己烷为球磨介质,选取WC球和罐,在球料比为20:1、转速为370r/min、球磨70h时即可获得平均晶粒尺寸约为十几纳米的Mg_2Si纳米粉体。采用放电等离子体烧结(SPS)烧结纳米Mg_2Si粉体,块体晶粒长大,但仍在100nm左右;由于晶界散射作用,纳米块体Mg_2Si热导率明显降低,电导率、Seebeck系数一定程度下降,综合热电三因素,纳米Mg_2Si块材在800K时获得最大ZT值,为0.36,明显优于微米块体材料。     

机械合金化制备Zr_(50)Al_(15)Ni_(10)Cu_(25)非晶合金粉末的非晶化机制

用Zr,Al,Ni和Cu的元素粉末,采用机械合金化的方法在转速为400 r/min、球料质量比20:1的条件下制备具有非晶结构的Zr50Al15 Ni10Cu25粉末,研究其非晶化机制。用X射线衍和扫描电镜分析粉末的结构、晶粒尺寸和形貌。结果表明:在球磨8 h后可使Zr50Al15 Ni10Cu25混合粉末非晶化,晶粒尺寸约80 nm;球磨过程中并没有出现任何过饱和固溶体或者中间合金相,非晶化过程是由于球磨过程中球磨罐和磨球对粉末的不断冲击、剪切、摩擦和挤压,使混合粉末中的晶粒极度细化而直接转变为非晶态颗粒,得到非晶粉末。     

利用反应热处理制备纳米晶WC-10Co复合粉末

对反应热处理技术(即高能球磨+热处理)合成纳米晶WC-10Co复合粉末的工艺进行了研究。DTA分析结果表明:以W,Co粉和碳黑为原料的混合物经过一定的活化处理后,碳化钨可在572℃左右形成;通过改变反应热处理时间和温度,合成的纳米碳化钨晶粒尺寸在9～42nm之间变化。反应热处理技术是合成纳米晶WC-Co复合粉末的行之有效的方法。     

高能球磨法制备纳米晶纯钨粉末的研究

通过高能球磨法制备了纳米纯钨粉末.着重研究了过程控制剂、球料比以及球磨时间对钨粉的晶粒尺寸、形貌的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对样品的结构、形貌进行了表征.研究结果表明:纳米纯钨粉末的最佳球磨参数为:5%(质量分数)过程控制剂(无水乙醇)、球料比约15∶1、球磨时间约50 h.在...     

机械合金化制备纳米TiC增强Ti基复合粉末

采用机械合金化法制备了纳米TiC增强Ti基复合粉末,通过XRD、SEM、TEM和EDS分别表征粉末的物相、形貌、晶体结构和元素分布,探索球磨转速、球料比及球磨时间对复合粉末物相形貌的影响。结果表明:当球磨转速达到300 r/min以上、球料比达到20∶1以上时,球磨效率无明显差异。球磨时间达到10 h,粉末中TiC物相明显;继续延长球磨时间至20 h,得到纳米级TiC增强相。在300 r/min球磨转速、20∶1球料比、20 h球磨时间条件下,可得到纳米TiC增强Ti基复合粉末,粉末中部分区域呈非晶态,大量纳米TiC颗粒弥散分布于粉末中。     

高能球磨制备Al2O3/Cu复合材料

采用高能球磨法制备Al2O3/Cu复合粉末,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究高能球磨时间对复合粉末的物相、晶粒尺寸和表面形貌的影响。结果表明,随球磨时间的增加,基体Cu的晶粒不断被细化,在球磨初期,晶粒尺寸减小很快,当晶粒尺寸小于20 nm时,细化速率变缓而趋于稳定;Cu颗粒形貌由树枝状变为层状,并向椭球体转变;纳米Al2O3颗粒逐渐嵌入Cu颗粒体内,且分散均匀,从而获得纳米Al2O3颗粒弥散分布的Cu基复合粉末。并探讨了高能球磨对放电等离子体烧结Al2O3/Cu复合材料导电性能和力学性能的影响,研究认为高能球磨可以促进基体的晶界强化和弥散强化,而晶界的增加并不会导致电阻率的显著增大,影响电阻率的主要因素为Al2O3的体积分数、孔隙和杂质的固溶。     

氧化锑-聚氯乙烯复合材料的制备和阻燃性能的研究

本文采用高能球磨法制备纳米氧化锑粉,通过改变球磨机转速,球磨时间以及球料比,制备出粒度小、结晶度和分散性良好的纳米氧化锑粉。将制备好的纳米氧化锑粉和聚氯乙烯粉机械混合,并借助粉末压片机进行热压烧成型,制备出纳米氧化锑-聚氯乙烯的复合材料,将制备好的复合材料通过垂直燃烧试验进行阻燃性能的检测,得出纳米氧化锑粉对有机高聚物阻燃性能的影响。     

高能球磨对微量Y_2O_3弥散强化细晶钨合金密度与显微组织的影响

采用溶胶喷雾干燥–氢热多步还原法制备含微量稀土Y2O3的超细/纳米W复合粉,对其进行高能球磨处理。将球磨前、后的W-Y2O3复合粉末进行模压成形和1 800~1 950℃高温烧结,制备微量Y2O3弥散细晶钨合金,研究高能球磨对细晶W-Y2O3合金的密度与显微组织的影响。研究结果表明:W-Y2O3复合粉末的费氏粒度均小于0.9μm,具有很高的烧结活性,最佳烧结温度为1 860℃,烧结致密度达到97.4%;高能球磨可显著提高合金的致密度,球磨后的W-Y2O3复合粉末在1 860℃烧结后相对密度达到99.4%;W-Y2O3合金的晶粒非常细小,未高能球磨的W-Y2O3复合粉在1 860℃烧结,晶粒尺寸仅为3μm左右,但分布不均匀;适当的球磨使合金晶粒尺寸有所长大,但可显著改善合金组织的均匀性。     

热机械合金化法制备纳米晶W-Cu复合粉末

采用热机械合金化制备纳米晶W-Cu复合粉末。通过XRD、SEM、激光粒度测试等方法对球磨后的粉末进行表征。结果表明:随球磨时间延长,W的晶粒尺寸不断减小,球磨30 h后W的平均晶粒尺寸为41 nm左右;球磨初期,粉末迅速细化;随球磨时间延长,粉末粒度有所增加;进一步增加球磨时间,粉末粒度减小。球磨粉末还原后有较高的烧结活性,1 200℃烧结后相对密度可达97%以上。烧结材料的组织非常均匀,且晶粒细小。     

高能球磨法制备钨,铁纳米粉的正交实验研究

实验研究中,以粗颗粒钨、铁金属粉为试样,采用高能球磨机对其进行超细粉碎研究。实验过程中,按正交表Ｌ８（２＾７）安排了正交实验,通过正交实验方差分析确定了制备金属纳米钨、铁粉末的最佳球磨时间、球磨介质和球料比,并确定了各因素对球磨过程的影响程度。     

喷雾转换法制备纳米WC-6Co复合粉的工艺研究

以偏钨酸铵、醋酸钴、有机碳为原料,去离子水为溶剂,采用喷雾干燥-煅烧-球磨-连续还原碳化新工艺制备纳米WC-6Co复合粉。采用氮气吸附法测定粉末比表面积,XRD、SEM分别分析粉末物相和形貌,研究球磨工艺对钨钴复合氧化物粉末性能的影响以及连续还原碳化过程中粉末比表面积的变化。结果表明,在连续还原碳化前进行球磨,可有效破碎粉末;适当增大球料比或延长球磨时间,可使粉末破碎效果更好,粒度分布更均匀,当球料比为10∶1、球磨时间为240min时,粉末破碎、分散效果最佳,比表面积为11.62m2/g;球磨后的钨钴复合氧化物粉末在连续还原碳化过程中发生团聚烧结、预合金化,生成平均粒度为80nm的WC-6Co复合粉。     

高能球磨制备纳米晶镁合金粉末的研究

利用氩气保护下的高能球磨,制备了纳米晶AZ31镁合金粉末。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法,研究了高能球磨过程中粉末微观组织与形貌演变规律。结果表明:随着球磨时间的延长,镁合金粉末的晶粒尺寸逐渐减小,微观应变和晶格常数逐渐增大;粉末颗粒首先被碾压成扁平状并相互焊合使颗粒尺寸粗化,然后随球磨的继续进行发生断裂,使颗粒尺寸逐渐减小;球磨80h后,粉末组织与形貌均趋于稳定,获得了平均颗粒尺寸为15～20μm、晶粒尺寸为85nm左右的纳米晶AZ31镁合金粉末。     

纳米稀土硬质合金原料粉末的制备及研究

采用高能球磨法制备出了用于生产纳米晶稀土硬质合金的原料粉末。通过XRD、SEM和DTA等分析检测手段，研究了该纳米WC—Co—RE粉末的结构、形貌和相的变化。结果表明：高能球磨45h，可获得晶粒尺寸约为8．45mm的WC—Co—RE粉末；微量稀土的加入，有利于粉末晶粒的细化；在25～45h范围内，随着高能球磨时间的延长，粉末晶粒尺寸的减小趋势符合直线变化规律，且掺稀土粉末的晶粒尺寸比未掺稀土粉末的晶粒尺寸减小一半；高能球磨25h，粉末中Co相的X射线衍射峰消失。高能球磨ⅥE—Co—RE粉末的DTA曲线在597℃出现了一个尖锐的放热峰。高能球磨WC—Co—RE粉末固结之后，所制得合金的晶粒细小且机械性能较好。