热处理对球磨LaNi5-15%Mg合金相组成及热稳定性的影响

采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、示差热分析仪(DTA)研究了热处理对球磨LaNi5-15%(质量分数,下同)Mg合金的组织形貌、结构变化及热稳定性的影响.结果表明,经250r/min球磨250h,样品由La、Mg、Ni非晶体及微量的晶体Ni、MgNi2组成,其DTA曲线上只出现了一个峰值温度为564.0K的放热峰.球磨粉末为规则的球形或近球形,颗粒直径范围为0.05～9.00μm,其中94%的颗粒尺寸为0.05～1.00μm;经763K×35天热处理后,样品由具有纳米尺度的MgNi2、LaMg2Ni9、Mg2NiLa三相组成,其平均晶粒直径为21.7nm,热处理样品的DTA曲线上没有吸热或放热峰出现,具有较好的热稳定性能.     

Ni对高能球磨Mg-Ni合金组织和电化学性能的影响

利用高能球磨工艺制备了不同Ni含量的Mg-Ni合金，采用X射线衍射分析，研究了随Ni含量变化以及球磨时间不同合金组织演变过程，并对其电化学放电容量进行了测试分析。结果表明，随着Ni含量由Mg2Ni，Mg1．5Ni到MgNi的增加，高能球磨Mg—Ni合金体系经历纳米晶Mg2Ni向非晶MgNi过渡并最终形成纳米晶MgNi合金的转变过程。不同组织状态的Mg-Ni合金其电化学容量有较大的差异。随着Ni含量提高，纳米晶MgNi合金增加，在有纳米晶Ni的存在下，Mg-Ni合金的放电容量可高达500mAh／g。延长球磨时间，获得几乎完全纳米晶的MgNi合金组织，由于没有纳米晶Ni的催化作用，导致合金放电容量下降。     

高能球磨Mg-Ni非晶的电性能及容量衰减机理研究

采用高能球磨方法制备了Mg-Ni非晶，并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析仪(DTA)、电池综合性能测试仪等分析了该非晶的热稳定性、活化性能、电化学稳定性以及容量衰减机理等。结果表明：Mg-Ni非晶在室温下首次活化即可达到最大容量440mAh．g^-1，具有较好的充放电活化特性，但是其容量衰减较快，其主要原因有：非晶相在充放电过程中逐渐晶化形成Mg2NiH4，Ni相；Mg被电解液腐蚀生成Mg(OH)2；非晶颗粒经多次循环后产生粉化。在Mg-Ni中添加适量的镧可提高其热稳定性、电化学稳定性且不影响其活化性能。     

机械合金化LaNi5-X%(质量)Mg(X＝20,30)相组成及性能研究

本文采用X-射线衍射仪(XRI))、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析(DTA)等方法研究了机械合金化及热处理等因素对LaNi5-X％(质量)Mg(X=20，30)的组织形貌及热稳定性能的影响，采用电池性能测试仪研究其活化、循环充放电等性能。结果表明：经280r／min球磨250h后，样品由镧、镁、镍等非晶和MgNi2纳米晶组成，粉末的形状为球形或近球形，粒径为0．05～8．0μm(x=20)、0．10～12．0μm(x=30)。球磨样品经763K保温35d后，获得了热稳定性较好的具有纳米尺度的Mg2NiLa，Mg2Ni，MgNi2三相组织。样品在首次活化时即达到最大容量、具有较好的活化特性，但容量衰减较快，分析认为容易活化是由于样品中存在非晶成分，而容量衰减快则是粉末表面的镧、镁等被电解液腐蚀的缘故。     

Mg67-xCaxNi33 (x=0, 5, 10, 15, 20, at%)合金的物相及储氢性能研究

采用感应熔炼、甩带结合机械球磨法制备了Mg67-xCaxNi33(x=0,5,10,15,20,at%)储氢合金。研究了Ca含量及制备工艺对合金相结构和储氢性能的影响。结果表明,制备工艺(熔炼,熔炼+球磨,熔炼+甩带+球磨)对储氢合金的物相组成影响不大,而含Ca的合金经过甩带后容易形成非晶。不含Ca的Mg67Ni33合金主要由Mg2Ni相组成,并含有少量的Mg相;随着Ca含量升高,合金中的Mg2Ni相逐渐减少,而MgNi2相和Mg2Ca相逐渐增加。当Ca含量增加到20at%时,Mg47Ca20Ni33则主要由MgNi2和Mg2Ca组成,几乎没有Mg2Ni生成。P-C-T测试结果表明,在573K下,Mg67-xCaxNi33合金的最大吸氢量随着合金中Ca含量的升高而降低,这主要是由于Mg2Ni相含量减少造成的。吸氢后的Mg67Ni33主要由Mg2NiH4组成,而含Ca合金吸氢后则主要由Mg2NiH4、CaH2和不吸氢的MgNi2相组成。     

设有球磨Mg—Ni纳米晶合金的吸氢反应特点

利用高能球磨制备了含纳米晶Mg2Ni的Mg-Ni贮氢合金，并对其进行了吸氢反应研究。结果表明纳米晶Mg2Ni Mg Ni复相贮氢合金在100℃-150℃可和流动的氢气反应，证明了纳米晶的Mg2Ni不但自身具有很高的反应活性，而且对纳米晶的Mg也有较好的催化作用。     

燃烧合成Mg2Ni的固相扩散-溶解-析出机理

采用自蔓延燃烧模式及热爆燃烧模式合成较纯的Mg2Ni金属间化合物。通过对不同预热温度下热爆反应过程的研究,证实在较低温度下,Mg-Ni体系存在固固反应,且反应的程度随预热速度的降低而增大。由于Mg-Ni体系为弱放热体系,因此燃烧过程为不完全燃烧。采用试样顶部添加引燃剂(Al-Ti-C)的方法,成功淬熄了Mg-Ni反应。对不同区域进行的SEM、EDS和XRD分析表明反应直接生成了Mg2Ni而没有中间相。     

差热分析实验条件对大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5晶化行为的影响

研究了差热分析实验条件对大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5晶化行为的影响,并结合X射线衍射研究其晶化后的物相.结果表明,大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5的晶化分为两个转变过程,第一个转变过程对应的是非晶相的晶化,晶化相为具有Zr2Ni结构的亚稳相和少量的Al.Ni0.3Zr;第二个转变过程对应亚稳相向稳定相Zr2Cu的转变.在差热分析实验中,用Al2O3粉掩埋的样品在900℃以上还出现了第3个放热峰,这是样品与Al2O3粉发生化学反应所引起的,但在冷却过程中未出现两个结晶峰.     

MgNi非晶合金的制备及电极性能的研究

用机械合金化的方法研究了MgNi非晶相的形成效率、合成物相组成和相结构的演变以及电极性能与机械球磨工艺的依赖关系。模拟电池法测量Mg-Ni合成物的电极性能,发现放电容量的大小与非晶相的形成效率成正比,球磨50～60h的MgNi非晶具有最大的放电容量,继续延长球磨时间导致放电容量下降。基于MgNi非晶相形成过程的相组成和相结构,探讨了合成物电极性能的变化规律。     

镁-镍/石墨烯复合物的储氢性能

分别通过物理法和化学法制备石墨烯载镍催化剂(Ni/Graphene),并采用球磨预处理或超声分散的方式与镁粉混匀,结合氢化燃烧合成和机械球磨复合技术制备镁-镍/石墨烯(Mg-Ni/Graphene)复合物储氢材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜及气体反应控制器研究了材料的相组成、微观形貌和吸放氢性能。比较发现,添加化学法制备的Ni/Graphene并采用球磨预处理的Mg-Ni/Graphene复合物具有最佳的吸放氢性能,复合物的起始放氢温度降低,放氢速率加快。其在373 K温度下,100 s内就基本能达到饱和吸氢量6.21%(质量分数);553 K,1800 s内完全放氢,且放氢量达到6.05%。球磨预处理使得Ni/Graphene更均匀的与Mg接触,利于发挥Ni的催化作用和石墨烯优异的导电导热性。化学法制备的Ni/Graphene原位还原出纳米晶Ni,有利于形成纳米级Mg2NiH4晶粒,促进复合物储氢性能的改善。     

Synthesis and characteristics of W-Ni-Fe nano-composite powders prepared by mechanical alloying

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｕｎｇｓｔｅｎ ｂａｓｅｄｈｅａｖｙａｌｌｏｙｉｓａｕｎｉｑｕｅｍａｔｅｒｉａｌｄｕｅｔｏｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｉｔｓｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙ ,ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｈｉｇｈｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ,ｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｇｏｏｄｍａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙ[1,2 ].Ｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｆｏｒｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇ,ｉｎｅｒｔｉａｌａｎｄｍｉｌｉｔａｒｙ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｓ.ＦｕｌｌｙｄｅｎｓｅＷ Ｎ…     

Crystallization of amorphous Zr70Cu30—xNix alloys

X－ray diffraction (XRD)and differential scanning calorimetry(DSC) were employed to investigate the influence of Ni content on the crystallization of amorphous Zr70Cu30-xNix(atom fration in%) alloys,Experimental results show that with the Ni content increasing the activation energies for crystallization of amorphous Zr70Cu30-xNix alloys increase correspondingly,indicating that the thermal stability is greatly improved.All the DSC traces of amorphous Zr70Cu30-xNix alloys exhibit two exothermic peaks,suggesting that the crystallization process via a double-stage ticles,while the second one corresponds to the precipitaion of nano-scale Zr2Ni phase and crystallization of residual amporphous phase,The mechanism on the crystallization of amorphous Zr70Cu30-xNix alloys was discussed.     

热蒸发法制备Mg和Mg-Ni薄膜及其氢化性能

采用热蒸发法制备了纯Mg膜及Mg78Ni22合金膜，研究了薄膜的结构及其氢化性能．Mg膜具有典型的柱状晶结构，择优取向生长趋势明显；Mg78Ni22薄膜由纳米晶Mg2Ni，Mg及少量非晶组成，Mg2Ni相沿着平行于薄膜表面的(001)方向择优生长．纯Mg膜的吸放氢温度分别为593和653K，其吸氢过程遵循形核长大机制．Mg78Ni22薄膜的压力一组成等温曲线存在低压和高压两个平台区，分别对应Mg和Mg2Ni的氢化反应，薄膜内Mg的吸放氢温度可分别降至473和503K，薄膜的最大吸氢量(质量分数)达到5．7％．Mg的氢化性能改善与薄膜中纳米晶Mg2Ni和非晶相起到的催化作用有关．     

Fe41Co7Cr15Mo14Y2C15B6大块非晶合金的变温晶化动力学研究

采用差热分析法(DTA)研究了具有高玻璃形成能力的Fe41Co7Cr15Mo14Y2C15B6块体非晶合金的变温晶化动力学.由热分析曲线得到玻璃转变温度Tg、晶化起始温度Tx和晶化峰值温度Tp1、Tp2,这些特征温度具有明显的动力学效应.运用Kissinger法和Ozawa法分别计算出不同升温速率下该Fe基块体非晶合金的玻璃转变激活能Eg、晶化激活能Ex与激活能Ep1、Ep2.采用Kissinger方法和Ozawa方法解释了此大块非晶合金具有高的热稳定性的热力学机制.     

Kinetic study of non-isothermal crystallization in Al80Fe10Ti5Ni5 metallic glass

This study investigated the crystallization behavior of a kinetically metastable Al₈₀Fe₁₀Ti₅Ni₅ amorphous phase. The Al₈₀Fe₁₀Ti₅Ni₅ amorphous phase was synthesized via the mechanical alloying of elemental powders of Al, Fe, Ti, and Ni. The microstructures and crystallization kinetics of the as-milled and annealed powders were characterized using X-ray diffraction, transition electron microscopy, and non-isothermal differential thermal analysis techniques. The results demonstrated that an Al₈₀Fe₁₀Ti₅Ni₅ amorphous phase was obtained after 40 h of ball milling. The produced amorphous phase exhibited one-stage crystallization on heating, i.e., the amorphous phase transforms into nanocrystalline Al₁₃(Fe,Ni)₄ (40 nm) and Al₃Ti (10 nm) intermetallic phases. The activation energy for the crystallization of the alloy evaluated from the Kissinger equation was approximately 538±5 kJ/mol using the peak temperature of the exothermic reaction. The Avrami exponent or reaction order n indicates that the nucleation rate decreases with time and the crystallization is governed by a three-dimensional diffusion-controlled growth. These results provide new opportunities for structure control through innovative alloy design and processing techniques.     

Preparing nano-crystalline rare earth doped WC/Co powder by high energy ball milling

The nano-crystalline rare earth doped WC/Co powder was prepared by high energy ball milling. The nano-crystalline powders were characterized by means of XRD (X-ray diffraction), SEM (scanning electron microscope) and DTA (differential thermal analysis). The results show that adding trace rare earth elements into carbides is effective to minish the grain size of WC/Co powder. The grain size of rare earth doped powder became two times smaller as compared with the undoped powder within ball milling times of 25–45 h. The XRD peak of Co phase disappeared after 25 h ball milling. A sharp peak of heat release at the temperature of 597 °C was emerged in DTA curve within the range of heating temperature. After consolidated the rare earth doped WC/Co alloy by high energy ball milling exhibits ultra-fine grain sizes and better mechanical properties.     

Phase component and microstructure of laser-sintered Mg-Ni alloys

The Mg-Ni hydrogen storage alloys were prepared using the laser sintering technology.The effects of laser sintering power on the phase component and the weight loss of Mg element for the Mg-Ni alloys were investigated.The samples P1,P2 and P3 consisted of five phases:Mg2Ni,MgNi2,Mg,Ni and MgO.The weight loss of Mg element remarkably increased at 1200 W.The addition of extra Mg significantly promoted the reaction between Mg and Ni.Mg2Ni,MgNi2,and a small amount of Ni and MgO phases were present in the samples PM (pestle milling) and BM (ball milling).The sample PM has a homogeneous microstructure,and the contents of Mg2Ni and MgNi2 were approximately consistent with those of the Mg-Ni alloy under the equilibrium conditions.The maximum hydrogen storage capacity of the sample BM was 1.72 wt.% and the sample can be activated easily at 573 K (only 3 activation cycles).     

非晶55Mg35Ni10Si块体的制备及力学性能

利用机械合金化方法制备55Mg35Ni10Si三元非晶合金粉末,以该非晶粉末为基础材料,采用真空热压法制备55Mg35Ni10Si非晶块体,利用显微硬度测试等手段考察其力学性能。DSC和XRD分析表明,粉体和块体材料中均出现一个明显的放热峰,结合高分辨电子显微镜观察证明,真空热压后块体材料总体上仍以非晶相为主并含少量纳米晶,而块体材料的晶化峰温度要略低于非晶粉末。力学性能测试表明,块体材料的显微硬度为7 834-8 048 MPa,且随载荷的增加而下降,与传统晶态材料的硬度-载荷依赖关系相似。块体材料的断口呈山峦状,没有明显塑性形变的特征,断裂裂纹扩展沿压痕对角线呈放射状。