Research progress on laser surface modifications of metallic materials and laser rapid forming of high performance metallic components

针对3D打印用Al基非晶合金粉末的性能需求,利用惰性气体雾化法制备Al\t\t\t\t\t₈₆Ni\t\t\t\t\t₇Er\t\t\t\t\t₅Co\t\t\t\t\t₁La\t\t\t\t\t₁合金粉末. 通过调整过热度、雾化气压、导流管直径来分析不同雾化工艺参数对粉末粒径的影响规律;利用激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对粉末的粒度分布、物相组成、表面形貌、微观组织结构和热稳定性进行分析测试. 研究表明:合金粉末的粒径随着雾化气压的增加、导流管直径的减小和过热度的增加而逐渐降低. 当过热度100℃、雾化气压9MPa、导流管直径3mm时,细粉率最高,其中粒径<75μm粉末的质量分数在70%以上. 随着粉末粒径的减少,合金粉末的组织结构发生了如下转变:fcc-Al+Al\t\t\t\t\t₁₇Er\t\t\t\t\t₂+未知相→非晶相+fcc-Al+Al\t\t\t\t\t₁₇Er\t\t\t\t\t₂+未知相→非晶相+fcc-Al→非晶相,粒径小于25μm的粉末为完全的非晶态.\t\t\t\t

     

Cu—Zr—Al大块非晶合金的制备及性能研究

采用铜模铸造的方法制备了Cu48Zr52-x Alx（x=6,7,8,9,10,at％）几种合金奠射线衍射（XRD）实验检验Cu48Zr44Al8,Cu48Zr43Al两种合金样品为完全非晶态．对样品进行差示扫描量热分析（DSC）考查三种大块非晶合金的非晶形成能力,以及灿的添加对非晶形成能力的影响．结果表明：当铝含量X=9时,合金的非晶形成能力及热稳定性最好．     

Ni20Zr10Al70非晶合金的制备技术及组织的研究

利用快速凝固单辊平面流铸技术,通过调整各种工艺参数,成功地制备了Ni20Zr 10 Al70非晶合金条带.利用XRD、TEM和SAED等手段对合金的非晶态结构进行了验证,并对不同凝固速率下合金的相组成进行了分析.结果表明:随着凝固速率的提高,Ni20Zr 10Al70合金的凝固首先是NiAl3相与α-Al相的结晶受到抑制;随着凝固速率进一步增大,Ni0.3 Al1.7Zr相的结晶也受到抑制;凝固速率再进一步增大,Ni2Al3相的结晶也受到抑制,最终得到完全的非晶态结构.     

铝基非晶合金的研究与发展

与传统的晶体铝合金相比,非晶铝合金具有优异的性能,近年来发展十分迅速.主要介绍了铝基非晶合金的研究历史、制备、晶化和热稳定性、力学性能及应用展望.     

镁基大块非晶合金的制备与性能研究

采用铜模浇铸的方法成功制备了最大直径为12mm的Mg65Cu20Ag5Gd10非晶合金,并对其结构、热稳定性能、非晶形成能力、压缩性能及断口形貌进行了分析.结果表明,Mg65Cu20Ag5Gd10具有较强的玻璃形成能力和良好的热稳定性能;合金的断裂强度达895MPa,弹性应变为2.35%.     

Al基非晶/1060铝合金层状复合材料研究

通过累积叠轧(ARB)的方法制备Al基非晶/Al层状复合材料,不仅可以突破铝基非晶尺寸的局限性,而且利用了轧制过程中析出的部分纳米晶增强复合材料的力学性能.制备了Al86 Ni8 Y6和Al85 Ni5 Y8 Co2两种非晶薄带,采用差示扫描量热法(DSC)以及X射线衍射仪(XRD)确定了非晶薄带中初晶α-Al完全析出...     

钴基非晶合金滑动磨损行为的研究

测定了两种钴基非晶合金耐磨性随摩擦速度的变化．结果表明，无论是制备态还是摩擦时形成的氧化膜均能降低非晶合金的磨损系数．     

气体喷雾—水淬工艺制造Al—Si合金粉末

采用气体喷雾－水淬工艺制造一系列Ａｌ－Ｓｉ共晶和过共晶合金粉末，重点研究喷雾条件对粉末粒度的影响及初晶硅大小和粉末含氧量与粉末粒度的关系。结果表明，用这种经过改进的工艺制造的合金粉末组织十分均匀细致，初晶硅的尺寸为２￣７μｍ。氮气喷雾粉末的含氧量为０．１５％（质量分数），小于０．２００￣０．２２０ｍｍ的细粉占全部粉末的９０％以上。     

Zr-Ti-Ni-Cu-Be大块非晶合金的制备工艺

在进行了 Ｚｒ Ｔｉ Ｎｉ Ｃｕ Ｂｅ 大块非晶合金的制备工艺研究之后发现此合金的液态成分的均匀性显著地影响其非晶的形成,而其本身的氧化物夹杂和原材料的纯度对其非晶形成的影响甚微     

电弧喷涂制备铝基非晶纳米晶合金材料

采用高速电弧喷涂技术,制备了铝基非晶纳米晶复合涂层材料.经XRD、TEM分析发现,铝基非晶纳米晶复合涂层是由非晶相、纳米晶相和晶化相共同组成的;涂层呈明显层状结构,层与层之间结合良好;涂层结构致密,无明显裂纹和孔隙,孔隙率约为1.8%;涂层的平均显微硬度值约为311 HV₁₀₀,已达到传统制备工艺获得的铝基非晶合金的显微硬度值.     

大尺寸非晶合金的制备方法及性能研究

目前大尺寸非晶合金材料的相关研究甚少,为完善大尺寸非晶合金的理论研究和制备方法,促进其快速发展,介绍大尺寸非晶合金的发展历程,详细阐述各种制备大尺寸非晶合金方法的原理及特点,综述大尺寸非晶合金的性能特点及应用现状。     

非晶Fe—P合金的价电子结构

本文在“固体与分子经验电子理论”的基础上,通过推广的键距差分析,对非晶Fe-P合金的价电子结构进行了分析。结果表明,偏径向分布函数的峰位可视为实验健距,而偏径向分布函数第一峰下的面积可作为等同健距数目,所得结论在一级近似下是合理的。计算结果指出,Fe为B型双态杂化的13阶杂化,而P位于杂化态的第Ⅰ阶,Fe-P之间有很高的共价结合。     

碳素焙烧炉沥青烟气净化系统的雾化冷却技术现状分析

在阐述沥青烟气净化系统中不同雾化设备及新型雾化设备特性的基础上,分析了碳素焙烧炉沥青烟气净化系统的雾化冷却的技术现状,并指出了存在的问题,为工程设计选择雾化设备提供了参考．     

镍基非晶态合金的热稳定性

采用化学镀法制备了Ni-P、Ni-Fe-P、Ni-W-P非晶态镍基合金,分别利用EDS、XRD等手段对非晶态镍基合金的成分、结构进行了表征,采用热分析方法对3种不同组分非晶态镍基合金的热稳定性进行了研究。结果表明,所制备的镍基合金均具有非晶态结构,在非晶态镍基合金中加入铁、钨元素有利于提高其热稳定性。     

非晶硅薄膜表面微纳结构制备及抗反射性能研究

为了对非晶硅薄膜表面改性,使其具有更好的抗反射性,将采用激光干涉光刻的方法,在非晶硅薄膜表面制备具有抗反射性能的微纳结构。首先搭建三光束激光干涉系统,使用波长为1064nm的Nd：YAG激光光源,使其在空间分布上接近旋转对称的三束光,对非晶硅薄膜进行干涉实验,然后用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）对激光刻蚀后的非晶硅薄膜表面结构特征参数进行检测,并使用反射率测量仪对改性后的非晶硅薄膜表面反射率进行测量,分析各参数对抗反射性能的影响。实验结果表明,随着能量逐步增加,光强分布周期没有发生改变,孔的直径、孔与孔之间的距离以及结构深度逐渐发生改变且呈线性分布,而非晶硅表面反射率逐步降低,最低达到10%。     

非晶态镍磷合金空心微球的制备及其催化加氢性能

以空心玻璃微球作为模板材料,采用化学镀法在模板表面沉积了均匀的非晶态Ni-P合金镀层,用化学溶解法去除内部的空心玻璃微球模板,制备出非晶态Ni-P合金空心微球。分别利用EDS、SEM、XRD等手段对制品进行表征,以硝基苯液相加氢为探针反应,考察了非晶态Ni-P合金空心微球的催化加氢性能。结果表明,非晶态Ni-P合金空心微球具有良好的催化活性和循环使用性能。     

化学镀Ni─Mo─P非晶合金

采用Ｘ射线衍射、能谱分析、扫描电镜等方法，对化学镀Ｎｉ─Ｍｏ─Ｐ非晶合金镀膜形成的必要条件进行了研究。     

氧化铝粉粒度及粒度分布的工艺控制

采用一次煅烧工艺、二次煅烧工艺、脱水与转相分离工艺三种后处理方式制备了一批样品，对样品的分析表明，后处理方式对粒度及粒度分布存在较大的影响，其影响主要由含水率、煅烧制度、粉碎工序在整个工艺流程中的位置三个因素决定；且采用二次煅烧工艺和脱水转相分离工艺可以有效改善粉体的粒度分布，后者的粒度分布D25／D75达到0．57．