掺杂方式对Mo-La2O3合金组织和力学性能的影响

分别采用液．固和液．液掺杂方式向钼粉中引入氧化镧，烧结出Mo-La2O3合金，通过扫描电镜和透射电镜观察，研究了不同掺杂方式制备的Mo-La2O3合金中第二相粒子的粒度分布和形貌，分析了第二相粒子在钼基体中的分布规律，检测了钼丝的拉伸性能，通过位错塞积理论讨论了La2O3颗粒形貌和分布对Mo-La2O3拉伸性能的影响机制。结果表明：液．液掺杂方法能够使钼基体中的La2O3粒子均匀分散，细化La2O3粒径；直径0．6mm、液．液掺杂钼丝的拉伸性能优于液-固掺杂钼丝。     

微量La2O3对钼的韧化作用

研究了添加La2O3后钼的韧性及其韧化机制.借助于拉伸、弯曲方法测定了Mo-La2O3材料的断裂韧性KⅠC和韧脆转变温度(DBTT),并用SEM、TEM、AES等方法对Mo-La2O3材料的变形、断裂特征和组织结构进行了分析.研究结果表明:烧结态Mo-La2O3材料的KⅠC值达到24.76MPa·m1/2,是纯钼的2.5倍多,而且高于热锻空冷态TiC-ZrC-Mo钼合金.经1900℃退火的Mo-La2O3板,其韧脆转变温度降低至－60℃,较同样状态的纯钼板降低了80℃,故La2O3对钼具有显著的韧化效果.AES结果表明,添加La2O3并不改变C、N、O等致脆杂质在钼晶界上的分布状态.Mo-La2O3材料的韧化主要归因于其抗裂纹扩展能力的提高,而这与La2O3粒子改变钼中的位错分布及组态有关.并提出了一种新的韧化机制—硬脆第二相的韧化机制,能很好解释实验结果.     

溶胶-凝胶法制备纳米复合Mo-La2O3阴极

采用溶胶-凝胶法制备出平均粒径小于60nm的Mo-La2O3粉末。将所制备出的纳米复合Mo-La2O3粉末经冷压、热压工艺后烧结成纳米复合Mo-La2O3阴极。发现用溶胶-凝胶法制备的Mo-La2O3阴极组织均匀，晶粒细小，La2O3粒子晶粒大多在100nm以下，且弥散分布在晶内及晶界上。在燃弧实验中发现用溶胶．凝胶法制备的纳米复合Mo-La2O3阴极击穿点分布存阴极表面的大部分面积上，烧蚀坑浅，且击穿优先发生在La2O3相上。     

氧化物颗粒尺寸对Mo-La_2O_3阴极电子发射及真空电弧特性的影响(英文)

采用高能球磨及热压烧结工艺制备了Mo-4%(质量分数,下同)La2O3纳米复合的阴极材料,其中La2O3的颗粒尺寸小于100 nm;作为比较,商业W-4%Th O2阴极材料中的Th O2颗粒尺寸为1~2μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107V/m,比商业W-Th O2阴极材料低62.7%。纳米复合的Mo-La2O3阴极材料具有优异的电子发射性能,其电子发射点的分布面积和密度明显大于商业W-Th O2阴极材料。氧化物的颗粒尺寸对于阴极材料的电子发射性能以及真空电弧特性有显著的影响。随着La2O3颗粒尺寸的减小,Mo-La2O3阴极材料的电子发射性能提高。当La2O3的颗粒尺寸减小到小于100 nm时,Mo-La2O3阴极材料的电子发射面积和能力显著增加。纳米复合Mo-La2O3阴极材料电子发射性能的增强归因于在相界面上形成了高的内电场和空间电荷区。     

Effect of Oxide Particle Size on Electron Emission and Vacuum Arc Characteristic of Mo-La2O3 Cathode

采用高能球磨及热压烧结工艺制备了Mo-4%（质量分数,下同）La2O3纳米复合的阴极材料,其中La2O3的颗粒尺寸小于100 nm;作为比较,商业W-4% ThO2阴极材料中的ThO2颗粒尺寸为1~2 μm。Mo-La2O3纳米阴极材料的平均真空起始电场强度为2.97×107 V/m,比商业W-ThO2阴极材料低62.7%。纳米复合的Mo-La2O3阴极材料具有优异的电子发射性能,其电子发射点的分布面积和密度明显大于商业W-ThO2阴极材料。氧化物的颗粒尺寸对于阴极材料的电子发射性能以及真空电弧特性有显著的影响。随着La2O3颗粒尺寸的减小,Mo-La2O3阴极材料的电子发射性能提高。当La2O3的颗粒尺寸减小到小于100 nm时,Mo-La2O3 阴极材料的电子发射面积和能力显著增加。纳米复合Mo-La2O3阴极材料电子发射性能的增强归因于在相界面上形成了高的内电场和空间电荷区。     

La2O3—Mo阴极的发射机理

采用热分析、原位XPS等方法对Mo-La2O3阴极中La的价态进行了研究。探讨了该阴极的发射机理,实验结果表明,在高温下La2O3可以被Mo2C还原成单质La,La2O3-Mo阴极的发射可用原子膜机理解释：在阴极工作过程中,还原得到的La覆盖在Mo基体表面,降低了基体Mo的逸出功,促进了且极的发射,根据此机理提出了LaO3-Mo电子管制备和运行工艺,使电子管的工作寿命提高到了满足实际应用要求的水平。     

稀土镧钼热阴极材料稳定发射机理--碳化及发射寿命

探讨了碳化Mo-La2O3热阴极的寿命机理,分析了阴极工作温度和碳化度(碳化层厚度)对碳化Mo-La2O3阴极电子管寿命的影响.研究结果表明:碳化Mo-La2O3热阴极的发射寿命是由碳化层中Mo2C的损耗决定的,阴极表面Mo2C消耗殆尽,阴极发射寿命即终结.阴极表面Mo2C一方面作为还原剂与La2o3作用被消耗,另一方面它在高温下会发生分解,阴极中Mo2C的损耗包括上述两个方面.在相同温度时,碳化Mo-La2O3阴极中与La2O3还原反应损耗的Mo2C和Mo2C在高温下分解损耗的相当.通过理论分析与计算建立了各因素影响寿命的数学模型,并通过高温分解实验得到了Mo2C在不同温度下的分解速率.在1 673 K,Mo2C的分解速率为1.21×107-7/(cm2·s),碳化度δ≥15%,Mo-La2O3热阴极可稳定发射1 000 h以上.     

La2O3对镦粗Mo棒的横向组织和塑性的影响

利用锻造镦粗工艺制备了高横向塑性的纯Mo和Mo-La2O3棒,检测了其在不同温度退火后的横向弯曲性能并观察了其组织结构。结果表明:纯Mo棒经锻造镦粗变形85%后横向具有较好的塑性,延伸率达到了5%;而同状态下的Mo-La2O3棒只有2%。这是因为此状态下纯Mo棒中的位错可动性要好。随着退火温度的升高,纯Mo棒和Mo-La2O3棒的横向塑性都逐渐升高,Mo-La2O3棒的最大横向延伸率大于纯Mo棒(超过10%)。Mo-La2O3棒横向塑性的提高与La2O3粒子钝化微裂纹有关。在退火过程中,镦粗纯Mo棒和Mo-La2O3棒都发生了回复再结晶过程,位错组态变化一致,镦粗过程中产生了大量位错胞,随着退火温度的升高而逐步消失。     

钼镧合金板材料舟的研制及其断裂行为分析

研究掺杂稀土镧的钼粉经压型、烧结、交叉换向轧制而成的钼镧合金板热冲压钼舟变温变载下的力学行为,探讨高温退火后析出物的弥散分布对钼镧合金板材力学性能的影响及加热制度对合金板材冲压成型性能的影响,分析料舟的断裂机制.研究表明,弥散分布的La2O3明显提高了钼板再结晶温度与力学性能,交叉轧制降低了板材纵向和横向力学性能的差异,有利于钼镧合金板的冲压成型;对2.8 mm厚Mo-1.0％La2O3合金板及冲压模具在550℃进行加热,将得到最大的冲压变形量;钼舟在18管炉内承受变温变载荷长期运行后,由于材料内部的空位迁移与滑移面上的位错滑移导致的韧窝撕裂,使料舟最终发生了宏观断裂.     

稀土镧钼热阴极材料表面镧元素的蒸发

从理论上计算了碳化Mo-La2O3热阴极材料在不同温度下活性物质镧元素的蒸发速度,分析了镧元素蒸发对材料热电子发射及其稳定性的影响.计算结果表明:当温度为1623～1700K时,阴极中镧的扩散速度大于阴极表面镧的蒸发速度,Mo-La2O3阴极表面单质La的生成和蒸发保持平衡,阴极发射稳定; 当工作温度超过1700K,阴极表面镧的蒸发速度超过扩散速度,发射电流逐渐减少.测试了Mo-La2O3阴极FU-6051电子管在不同温度时的发射性能,热力学理论计算结果较好地解析了实验结果.     

掺镧方式对La-TZM合金性能的影响

采用粉末冶金法在TZM合金的基础上,分别进行固-固掺杂稀土La2O3,固-液掺杂La(NO3)3,经烧结、热轧、温轧、冷轧后得到不同掺杂方式的La-TZM合金板材。用SEM观察粉末形貌、烧结坯组织及板材断口形貌,用粒度分布、EDS分别对合金粉末粒度及合金成分进行分析。结果表明:固-液掺杂La(NO3)3比固-固掺杂稀土La2O3的La-TZM合金板材第二相分布更为均匀、细小;晶粒尺寸较小;且固-液掺杂La(NO3)3合金的抗拉强度比固-固掺杂稀土La2O3也有显著提高,使其提高了10.9%。     

La2O3对Mo粉性能影响的研究

采用光电子能谱分析方法对掺杂La2O3的Mo粉的性能进行了研究，结果表明：掺杂La(NO3)3的MoO2粉经过还原处理后，Mo粉表面的纳米La2O3微粒可以减小Mo基体的特征能量损失峰，增加Mo3d光电子谱峰强度，由于纳米LaO3粒子在金属Mo的表面及周围对Mo起到包埋效应，减小了Mo与大气的接触面积，从而使Mo的抗氧化能力增强。     

Effect of La_2O_3 nanoparticles on properties of molybdenum powder

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｏｎｅｏｆｔｈｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓｏｆＴｈＯ2 Ｗｃａｔｈｏｄｅ ,Ｌａ2 Ｏ3 Ｍｏｔｈｅｒｍｉｏｎｉｃｃａｔｈｏｄｅ (Ｌａ Ｍｏ)ａｐｐｅａｒｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔ 30 ｙｅａｒｓ[1～ 4 ] .Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｉｓｃａｔｈｏｄｅｈａｓｇｏｏｄｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ ,ｉｔｈａｓｎｏｔｂｅｅｎｕｓｅｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｌｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｐｏｏｒｅｍｉｓｓｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ[5～ 8] .Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｉｓｃａｔｈｏｄｅｓｈｏ…     

液-液掺杂钼镧合金中的稀土相研究

采用液-液掺杂方式及溶胶-凝胶技术制备出稀土镧掺杂钼粉,经等静压、烧结制成掺镧钼坯。利用XRD、SEM、EDS、TEM等检测手段对不同加工态下材料的组织、形貌及稀土相进行了分析。结果表明：硝酸镧La(NO3)3溶液与仲钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O溶液发生化学反应生成钼酸镧La2(MoO4)3,经焙解和还原,稀土相以La2O3的形式存在于Mo粉中,并起到细化钼颗粒的作用;烧结成坯后,La2O3弥散分布在钼基体中     

氧化镧弥散强化钼合金裂纹扩展的TEM原位观察

采用透射电子显微镜动态拉伸技术对氧化镧弥散强化钼合金的裂纹扩展过程进行原位观察.发现裂纹的扩展模式受基体晶粒尺寸与氧化镧颗粒的形状和尺寸影响.裂纹尖端遇到非常细小的晶粒时会发生沿晶界扩展;裂纹尖端遇到棒状微米级粗大氧化镧颗粒时,裂纹穿过氧化镧颗粒扩展;遇到椭球状亚微米级氧化镧颗粒时,裂纹越过氧化镧颗粒扩展,并发生裂纹扩展方向的偏转;而当裂纹扩展到细小的球状纳米级氧化镧颗粒时会被阻止,裂纹以"Z"字型或跨接的方式继续扩展.根据实验结果从裂纹扩展方式和能量耗散角度对氧化镧弥散钼合金的细晶增韧和颗粒增韧机制进行分析和讨论.     

INTERACTIONS BETWEEN La2O3 PARTICLES AND DISLOCATIONS IN Mo-La2O3 ALLOYS

1. Introduction Mo-La2O3 materials is a newly-developed high temperature structural materials which is widely used in electronics, chemistry and metallurgy industry, but also a novel thermionic electron-emmision materials for powerful electron tubes to re…     

La_2O_3-Mo阴极的发射机理

采用热分析、原位ＸＰＳ等方法对 Ｍｏ—Ｌａ２Ｏ３阴极中 Ｌａ的价态进行了研究,探讨了该阴极的发射机理．实验结果表明,在高温下Ｌａ２Ｏ３可以被Ｍｏ２Ｃ还原成单质Ｌａ． Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ阴极的发射可用原子膜机理解释：在阴极工作过程中,还原得到的 Ｌａ覆盖在Ｍｏ基体表面,降低了基体 Ｍｏ的逸出功,促进了阴极的发射根据此机理提出Ｌａ２Ｏ３－Ｍｏ电子管制备和运行工艺．使电子管的工作寿命提高到了满足实际应用要求的水平．     

热处理温度对镧钼丝组织与性能的影响

系统研究了纯钼丝和镧钼丝在不同温度下进行热处理后的组织与性能。结果表明，La2O3是镧在钼丝中的唯一存在形式，镧的添加，提高了丝材的室温强度和再结晶温度，改善了再结晶后的室温脆性，其综合性能明显高于纯钼丝。     

掺镧TZM合金的组织结构

在TZM钼合金的基础上掺杂稀土氧化镧,用粉末冶金法生产出掺镧TZM合金。采用SEM、EDS对不同配方稀土钼合金的微观结构进行了分析。结果表明,掺镧可显著降低合金的晶粒尺寸,合金晶粒尺寸随着掺镧量的增加而减小;合金内第二相弥散颗粒不仅存在于晶界,也存在于晶内,可同时强化晶界和晶粒;间隙元素C、O会在晶界的第二相上富集,Ti在合金中会形成粗大的Ti-Mo固溶体,而C会和Mo形成粗大的Mo2C。稀土氧化镧的掺杂能促进TZM合金弥散分布的细小第二相的析出。