机械合金化法制备W—Cu合金的研究

采用高能球磨的机械合金化法制备W—Cu合金,对其在实验过程中的工艺条件进行了研究。结果表明：随着球磨时间的延长,粉末的粒度逐渐细化,比表面积逐渐增大。球磨过程分为三个阶段。最佳工艺条件是：当球料比为5：1,W：Cu为8：2,球磨时间达到30h时,铜粉和钨粉基本形成固溶体。球磨过程加入少量的无水乙醇,防止在球磨过程中粉末被氧化。     

近净成形Ti—Al多孔金属间化合物的孔隙形成及生长的演变机制

近净成形Ti-Al金属间化合物多孔材料具有优异的特性,但制备过程中由于Ti,Al元素粉末反应合成及孔隙演变的复杂性,导致这种新型多7L材料的孔结构很难控制。通过对Ti-Al元素粉末在反应合成过程中的显微结构、物相以及孔结构进行观测和分析,揭示了近净成形Ti-Al多孔金属间化合物的孔隙形成及生长的演变过程。结果表明,在Al元素两阶段的偏扩散过程中,在快速扩散组元A1的位置,在Kirkendall效应以及与孔径成反比的张应力的共同作用下,Ti-Al合金多孔材料中的Kirkendal孔隙随着Al元素的快速扩散逐渐长大;Ti-Al合金多孔材料中的Kirkendall孔隙是以生坯中Al颗粒的变形形状为模板进行生长并连通,经烧结驱动力微观调整后随合金成分的均匀化而被稳定下来,形成由大量高度连通孔隙和很少一部分细小闭合孔隙组成的孔结构。     

合金成分对Ag-Cu二元合金制备纳米多孔银的影响

本文研究了纳米多孔银的制备及合金成分对纳米多孔银微观结构的影响。选用Ag含量(原子百分数)为15%,20%和25%(分别对应亚共晶,共晶与过共晶成分)的Ag-Cu合金薄带,通过化学去合金法制得具有三维的,韧带-孔洞双连续结构的纳米多孔银。利用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对试样进行物相组成和微观结构的观察与分析。研究了Cu含量的变化对纳米多孔银微观结构及性能的影响。得出结论:去合金介质及温度等腐蚀条件一定的情况下,去合金时间越长,纳米多孔银的韧带尺寸越大。在腐蚀介质和温度等条件相同的情况下,纳米多孔结构特征尺寸受合金成分影响,Cu含量越高,去合金过程中产生的孔洞/通道尺寸越大。由于Cu含量不同,Ag15Cu85,Ag20Cu80和Ag25Cu80三种成分的合金中,Ag20Cu80去合金化得到的纳米多孔Ag的韧带孔洞微观结构最均匀。     

Cu-Al_2O_3复合粉末颗粒原位生成机制探究

以Cu-Al合金粉末和CuO粉末为原料,采用反应球磨法制备了Cu-Al_2O_3复合粉末。通过扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等设备,研究了球磨时间对粉末形貌、粒径、物相、晶粒尺寸和内应变的影响,探究了球磨过程中粉末组织的演变过程,揭示了纳米Al_2O_3颗粒的原位生成机制。研究结果表明:反应球磨的最终产物为Cu和Al_2O_3。纳米Al_2O_3颗粒的原位生成是一个受扩散控制的过程,球磨过程中粉末颗粒从椭球状先后变为层片状、等轴状,颗粒粒径先增大后减小,层间距不断减小,粉末晶粒不断细化,内应变逐渐增大,为原子的扩散提供了快速通道。同时,CuO在Cu-Al合金粉末中形成了无数扩散-反应偶,降低了反应激活能,促进了纳米Al_2O_3颗粒的原位生成。     

Fe70Zr10B20非晶合金的制备及其热稳定性和磁性能研究

采用机械合金化技术制备了Fe70Zr10B2。磁性非晶合金粉末。分析Fe70Zr10B20非晶合金的形成机制、晶化机制：研究Fe70Cr10B20非晶合金不同热处理温度下的磁性及球磨过程中样品的磁性。结果表明：Fe70Cr10B20非晶相的形成是由原子的扩散和晶格崩渍共同作用的结果；Fe70Cr10B20非晶合金的热致晶化模式为一次晶化；球磨过程厦非晶熟处理后样品的磁性与其结构、晶粒尺寸、应力和缺陷等因素有关。     

Ag15Cu85二元合金高温氧化行为对去合金机制的影响

近年来,纳米多孔材料成为光催化、储能等领域的研究热点.本工作将高温氧化和去合金工艺相结合,研究高温氧化对Ag15 Cu85二元合金前驱体制备纳米多孔银的影响.在650～750℃温度下,氧化1～5 min,Ag15 Cu85二元合金表面产生纳米级二维微孔、颗粒析出物及岛状平台.随着氧化时间的延长,合金表面呈现出相似的微观氧化形貌.铸态合金薄带在60℃、5％HNO3(质量分数)中去合金0.5 h时,合金表面活性组元溶解;去合金进行1.5 h时,获得三维双连续的纳米多孔银结构.氧化态前驱体在腐蚀溶液浓度相同、去合金温度更低(45℃)的情况下,去合金15 min就能得到均匀的韧带和孔隙尺寸更大的纳米多孔银,仅为铸态合金薄带去合金持续时间的1/6.这说明氧化行为对去合金过程产生了较大影响,高温氧化改变了去合金反应的中间过程,去合金反应的参与者由单一α?Cu(Ag)固溶体转变为α?Cu(Ag)固溶体和Cu的氧化产物.氧化产物参与去合金反应,极大地促进了去合金反应进程,提高了活性组元溶解效率.     

纳米多孔铜的去合金法制备及性能研究

通过电弧炉和管式炉烧结制备不同原子比的铜锰合金前驱体,室温下在0.1 mol/L盐酸溶液中对制备出的前驱体合金进行自腐蚀制备纳米多孔铜.采用SEM、EDS、Autosorb -1等分析了样品的表观形貌、元素含量和微观孔结构.结果表明:采用去合金法得到结构均匀的三维连通纳米多孔铜片体材料,管式炉制备的Cu∶Mn原子比为3∶7的样品获得相对分布更为均匀、孔结构更为明显的多孔铜.     

多孔NiTi形状记忆合金的制备及性能

采用球磨后的NiTi合金粉末为原料,添加尿素作为造孔剂,利用粉末烧结法制备多孔NiTi形状记忆合金.研究烧结温度、保温时间和预成型压力等条件对制备的多孔NiTi合金组织结构和力学性能的影响.结果表明:相对于传统的Ni粉和Ti粉近等原子比混合烧结方法,此方法制备的多孔NiTi合金的相组成更加纯净.且随烧结温度升高,多孔N...     

Ni—Ti—Cu粉末的机械合金化

用ＴＥＭ研究了Ｎｉ４０Ｔｉ５０Ｃｕ１０粉末在球磨过程中，颗粒尺寸及微观结构的变化。球磨６０小时后，得到非晶相粉末。用ＸＲＤ研究了球磨工艺条件对衍射峰相对强度和晶格常数的影响，结果表明，提高球磨转速和球料比，加快颗粒细化和合金化过程，合金化过程中，Ｃｕ和Ｎｉ原子向Ｔｉ中扩散速率较快，这与Ｔｉ的原子半径较大有关。ＤＳＣ测定了晶化转变开始温度为５１１℃。     

Cu_2Se、In_2Se_3、Ga_2Se_3混合球磨过程中的Cu(In,Ga)Se_2形成机制研究

对球磨时间不同的Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3混合粉末进行热压烧结制备CIGS靶材,发现在球磨时间较短时靶材出现分层,随着球磨时间延长分层缺陷消失。由此考察了粉末在球磨过程中发生的物理化学变化及其对分层的影响。结果表明:Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3三种硒化物粉末在球磨过程中发生机械合金化反应形成黄铜矿相Cu(In,Ga)Se2(CIGS)。随着球磨时间的延长,黄铜矿相结构Cu In Se2(CIS)首先在Cu-Se二元化合物表面产生,并随着Ga原子的扩散逐步形成CIGS四元相。当球磨时间达到48 h时,粉末由黄铜矿相CIGS和少量Ga2Se3组成。由于Cu2-xSe与CIGS晶体结构相近,因此通过外延反应的方式有效促进了CIGS的合成。球磨过程中Cu-Se二元相的消失和CIGS相的形成有助于抑制烧结过程中分层缺陷的产生。     

用高能球磨法制备的细晶Al-50Si合金的组织与性能

用高能球磨工艺制备Al-50Si合金粉末,将粉末经冷压、烧结、热压等工艺制备出Al-50Si合金块体材料,对球磨粉末和块体样品进行了显微组织观察、EDS分析和XRD分析,测定了块体样品的密度、硬度和热扩散系数.结果表明:高能球磨后Al-50Si合金粉末的硅粒子明显细化,其尺寸分布为1-15μm;在烧结过程中块体样品的硅粒子长大,其尺寸增大到5-30μm;Al-50Si合金块体材料具有较高的密度和硬度,其室温热扩散系数为55mm2·s-1.     

纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag催化剂的制备及其电催化性能EI北大核心CSCD

针对直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell,DMFE)对高效阳极催化剂的需求,设计研发Ca-Mg-Pd-M(M=Cu,Ag)非晶合金前躯体体系,并采用去合金化制备系带-孔道双连续结构的纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag合金。通过设计前驱体合金比例可调节多孔结构的元素比例和尺寸,Pd元素可与Cu,Ag元素形成连续固溶体,在去合金化过程中可以降低Cu,Ag元素的扩散,进而细化纳米多孔的系带尺寸(由100 nm减小到10 nm)。相较于纳米多孔Pd,纳米多孔Pd-Cu/Pd-Ag合金表现出更优异的甲醇催化活性(催化电流强度:45 mA/mg)和抗毒化能力(J f/J b值为1.56),还具有低成本的优点,在直接甲醇燃料电池阳极催化剂方面有着良好的应用前景。     

去合金化制备纳米多孔金属材料的研究进展

用去合金化制备的孔隙尺寸小于100nm的纳米多孔金属材料,开拓了多孔金属材料一个新的应用领域.目前的研究主要集中于通过不同的合金体系制备出不同的纳米多孔金属,分别介绍了纳米多孔金、铂、铜、钯、钛的制备工艺,并对孔洞形成的溶解-再沉积机制、体扩散机制、表面扩散机制、渗流机制及相分离模型进行了简述.对纳米多孔金的现有研究表明,纳米多孔金具有良好的化学稳定性、高的比表面积以及高的屈服强度,目前应用研究包括作为热交换器、传感器及催化材料等方面.     

机械合金化法制备Cr掺杂Fe-Si合金

采用高能行星式球磨机制备了Cr掺杂Fe-Si混合粉,用X射线衍射（XRD）测试研究Cr掺杂Fe-Si合金的机械合金化过程,实验结果表明,随着球磨强度的增加,Fe、Cr、Si粉末通过原子扩散实现机械合金化,最佳的球磨工艺参数为：球磨时间35h、球磨机转速360r/min、球料比40：1。     

纳米晶Cu-Al合金去合金化制备纳米多孔铜及其力学性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结技术(SPS)制备了纳米晶Cu-Al合金,进而通过去合金化法获得纳米多孔铜块体材料。研究了合金成分对纳米晶Cu-Al前驱体物相演变、去合金化处理获得的纳米多孔铜微观结构和力学性能的影响。结果表明,当合金中铜含量较低时,纳米晶Cu-Al前驱体由α-Al固溶体和Al_2Cu两相组成;随着铜含量的增加,前驱体中α-Al固溶体相逐渐减少,Al_2Cu相逐渐增加;当铜含量增加到32%时,纳米晶Cu-Al前驱体中仅有Al_2Cu单相。此外,随着铜含量的增加,纳米晶Cu-Al前驱体去合金化处理后,其纳米多孔铜微观结构由微米/纳米双级复合孔逐渐转变为孔径均匀的三维连通纳米孔,并且纳米多孔铜块材的压缩强度逐渐增大。     

机械合金化法制备Ag-Cu基中温合金钎料工艺研究

为研究机械合金化法制备Ag-Cu中温合金钎料的工艺过程,系统分析了球磨工艺参数对合金焊粉粒度及形貌演变的影响,确定了机械合金化制备球磨焊粉的优化工艺参数.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热分析仪(DSC)等分析手段,对合金化过程中物相变化、微观结构及熔化特性进行了表征,并在此基础上进行了Ag-Cu基三元和四元焊粉机械合金化的研究.结果表明:Ag-Cu系合金焊粉经优化工艺(球料比20∶1,转速400 r/min,无水乙醇作为工艺控制剂,球磨40 h)球磨后,合金化完全,以过饱和固溶体为基体相;不同组元的添加对于焊粉尺寸形貌和相结构的影响不同.Ag-Cu-10Sn粉末在球磨40 h后生成了以亚稳态的过饱和固溶体Ag(Cu)为主要组成相的合金粉,其金相组织细小均匀,与不锈钢基板之间形成过渡层,有利于增加接头强度.这表明,通过控制球磨工艺和多组元的添加,可改变合金粉末的形貌和相结构,能得到过饱和固溶体为主要组成相的钎料合金,有利于改善钎料的性能.     

多孔Ni-Mn-Ga-Co磁性形状记忆合金的制备及磁学特性研究

首先采用球磨法制备了不同粒度的Ni-Mn-Ga-Co合金粉末,然后通过3D打印技术成功制备了泡沫结构的多孔Ni-Mn-Ga-Co磁性形状记忆合金。利用SEM、DSC和XRD等研究了合金的微观组织特征、物相结构、相变特性和相关的磁性行为。结果表明,球磨后经过分筛得到的不同粒径尺寸的合金粉末均为不规则形状。Ni-Mn-Ga-Co合金粉末在室温下为非调制四方马氏体结构,其特征峰十分明显。Ni-Mn-Ga-Co合金的DSC曲线上出现宽峰相变,添加Co元素对马氏体转变温度开始值(Ms)基本没有影响,但其居里温度(Tc)有显著的提高。采用粒径为50~100μm的合金粉末烧结制备的磁性合金,饱和磁化强度最大可达68 Am^2/kg。合金粉末粒径越小,烧结制备的多孔Ni-Mn-Ga-Co磁性形状记忆合金致密度越高。当合金粉末粒径<50μm时,致密度可达90%;当合金粉末粒径为50~100μm时,致密度仅为75%。相较于粒径较小的合金粉末,粒径较大的合金粉末制备的磁性合金磁感生应变能力更高,这是由于泡沫结构能够有效减少内部和外部的约束,从而有利于提高磁场诱导应变。     

烧结TiH_2粉末制备钛合金的工艺及组织EI北大核心CSCD

以TiH2粉末为原料,通过组元球磨混合、压制成形和烧结工艺制备钛合金。用扫描电镜对球磨过程TiH2粉末的粒度、形貌变化以及烧结CP-Ti,Ti-6Al-4V合金的组织形貌进行了观察;采用热重分析方法研究了TiH2粉末脱氢的特性;用热膨胀技术研究了TiH2,TiH2-Al-V两种粉末压坯的烧结致密化特性。结果表明:TiH2粉末经过球磨后迅速变细,其粒度随球磨时间的延长而减小,粉末形貌由原来的不规则形状逐渐变为等轴状;TiH2粉末在烧结过程的脱氢将使α-Ti产生强烈收缩、同时因脱氢后获得的新鲜钛表面所发生的快速粘接而使烧结体迅速致密、得到相对密度大于99%的烧结坯体;TiH2-Al-V粉末压坯在烧结时因为伴随着合金元素的溶解而使其烧结致密特性不如纯TiH2粉末压坯的好;TiH2粉末经过成型、烧结脱氢工艺可获得典型的等轴状纯钛组织,TiH2-Al-V粉末经过相同工艺可获得典型的层片状α+β钛合金组织、且合金元素分布均匀。     

高能球磨法制备Ag-Cr触头合金

采用机械合金化方法制备Ag-Cr合金,研究不同球磨时间对粉末晶体结构、晶粒尺寸、微观应变和表面形貌的影响,不同转速、相同球磨时间对粉末结构的影响以及合金密度、硬度随烧结温度的变化。结果表明:当机械球磨给予合金粉末足够的能量,就能够让铬固溶在银中形成过饱和固溶体;随着高能球磨时间的延长,晶粒逐渐细化、微观应变量逐渐变大,球磨65h时,平均晶粒尺寸为18.40nm,微观应变量为0.14%。烧结温度为850℃时,合金维氏硬度值约达99,密度达9.35g/cm3。     

冷喷涂制备cBN-NiCrAl金属陶瓷涂层EI北大核心

采用机械合金化制备40vol%cBN-NiCrAl金属陶瓷复合结构粉末,采用冷喷涂制备了40%cBN-NiCrAl(体积分数)金属陶瓷复合结构涂层。研究了机械合金化过程对粉末的相组成、晶粒尺寸以及显微组织的影响。采用扫描电子显微镜和X射线衍射分别表征不同球磨时间下粉末以及冷喷涂涂层的显微组织和相结构。采用Scherrer公式估算不同球磨时间下粉末以及冷喷涂涂层中合金基体相的晶粒尺寸。结果表明,40vol%cBN-NiCrAl金属陶瓷粉末球磨40h后,基体的平均晶粒尺寸达到~50nm;复合结构涂层组织致密,硬质颗粒在合金基体中分布均匀。喷涂过程中,粉末相结构未发生变化,晶粒尺寸也未发生明显的长大。测试表明涂层的显微硬度约为1170HV0.3。