Al-ZnO反应球磨制备Zn/Al2O3复合粉末研究

采用X射线衍射仪、电子扫描和DTA差热分析等手段,研究了在Ar气氛保护下Al-ZnO粉在高能球磨过程中发生的机械合金化反应.分析了不同球磨时间对粉体颗粒大小、成分、形貌、热稳定性及Al2O3粒子反应生成的影响.结果表明高能球磨可以有效实现Al-ZnO固相置换反应.经过30h球磨后,Al-ZnO能完全发生机械合金化反应,60h后可获得Zn-Al2O3复合粉末.置换生成Zn的熔点降低到398℃.     

镍基高温合金粉末的高能球磨工艺研究

本研究采用机械合金化方法制备氧化物(Al2O3)弥散强化镍基高温合金预合金粉末.通过改变球磨工艺参数,分析了球磨转速和球料比对机械合金化过程的影响,对球磨后的粉末进行SEM分析、XRD分析、粒度测试和松装密度测试,得出最佳的球磨工艺参数。实验结果表明:Al2O3 弥散强化镍基高温合金机械合金化粉末尺寸随球磨转速的增加先减小后增大,当球磨转速为400rmp,球料比为20∶1时,合金粉末有较高的松装密度和较小的粉末粒度。     

Y_2O_3对机械合金化Fe-20Cr-2.5Al合金热腐蚀行为的影响

为了研究稀土元素对高温热腐蚀行为的影响,采用机械合金化及热压法制备Fe-20Cr-2.5Al、Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3和Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金,并研究其在900℃,涂敷Na2SO4盐膜后的热腐蚀行为。结果表明,Fe-20Cr-2.5Al合金腐蚀增重最大,Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金腐蚀增重其次,Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3腐蚀增重最少,抗热腐蚀性能最好。Fe-20Cr-2.5Al合金的腐蚀膜主要为Fe2O3,在腐蚀膜与镀镍层界面处存在着少量的Al2O3。Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3合金的腐蚀膜主要为Cr2O3,在靠近基体一侧有少量的Al2O3。Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金的腐蚀膜分为2层,外层为Fe Cr2O4,内层为较致密的Cr2O3。三种合金均未发生内硫化现象。添加Y2O3的Fe-Cr-Al合金的抗热腐蚀性能明显好于对应未添加的合金,其中Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3合金好于Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金。     

机械合金化Fe-20Cr-2.5Al合金循环氧化行为

采用机械合金化及热压法制备Fe-20Cr-2.5Al、Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3和Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金,研究了不同Y2O3含量对MA Fe-Cr-Al合金在900℃空气中循环氧化行为的影响。结果表明,Fe-20Cr-2.5Al合金氧化增重最大,Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金氧化增重其次,Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3合金氧化增重最少,抗高温循环氧化性能最好。Fe-20Cr-2.5Al合金的氧化膜分为三层,外层主要为Fe2O3,与镍层连接界面有很薄一层不连续的Al2O3,中间层主要为Fe2O3和Cr2O3的复合氧化物,氧化膜内层主要为Fe Cr2O4;Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3合金的氧化膜没有明显分层现象,氧化膜主要为Cr2O3;Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金的氧化膜分为两层,外层主要由Al2O3和Cr2O3交替连接形成,内层主要由Cr2O3组成,有很薄的复合氧化物Fe Cr2O4。Y2O3的添加可有效提高Fe-20Cr-2.5Al合金的抗循环氧化能力,其中Fe-20Cr-2.5Al-0.8Y2O3合金好于Fe-20Cr-2.5Al-3Y2O3合金。     

机械合金化制备(Fe_(0.6)Co_(0.1)Ni_(0.3))_(70)Zr_6B_(11)Si_(13)非晶粉末的研究

采用机械合金化制备成分配比为(Fe0.6Co0.1Ni0.3)70Zr6B11Si13的非晶粉末。利用XRD、SEM、差示扫描量热仪(DSC)研究了球磨时间对粉末相组织、粉末形貌及热行为的影响。实验结果表明,在球磨初期,粉末颗粒较大并形成了α-Fe固溶体。随着球磨时间的增加,粉末颗粒逐渐变小,更多的元素融入α-Fe固溶体中,导致固溶体的自由能增加,最终形成了非晶粉末。球磨80 h后非晶相含量最高,粉末呈近球状。     

机械活化-放电等离子烧结FeAl/Al2O3复合材料

利用机械活化-放电等离子烧结的方法,将Fe-Al-Al2O3粉末经机械活化后快速烧结,得到致密且晶粒细小的FeAl/Al2O3,块体复合材料.研究表明,在球粉质量比13:1、转速170r/min、球磨时间25h的球磨条件下,Fe-40%(原子数分数)Al-10%(质量分数)Al2O3粉体中的纳米级Al2O3颗粒,在细化和活化Fe、Al金属粉末的同时,还能有效地阻止金属粉末在烧结前合金化生成金属间化合物.在烧结压力40MPa、烧结温度1 050℃、加热时间15min、保温时间10min的工艺条件下,制备的FeAl/Al2O3复合材料的相对密度达96.4%.     

机械合金化制备高纯NiAl粉末

采用机械合金化方法制备NiAl粉末,用XRD和SEM对合成样品进行物相组成和形貌分析,研究了球磨时间和转速对NiAl粉末合成的影响规律.结果表明:球料比6:1,转速500 r/min时,球磨5h后NiAl合成反应基本完成,但由于铝粉的损失,导致合成粉末物相不纯,有少量Ni3Al存在;转速影响机械合金化方法制备高纯NiAl粉,选择合适的转速(365 r/min)可以制得纯NiAl粉.     

Fe—Cr—C系及Fe—Cr-C—Ni系合金的磁性

研究了Fe-17．5TCr-0．5％C及Fe-17．5％Cr-0．5％C-Z％Ni(Z=1-2．4)合金的组织和磁性。在低于A3温度退火后Fe-17．5％Cr．0．5％C合金由铁磁性的α相和M23C6相组成，合金具有高的比磁导率，好的软磁性。另-方面，当合金固溶处理后，导致有低的比磁导率的顺磁性的叮相组成。合金的比磁导率随温度降低而增加，这是由于γ相转变成磁性的α′相。在Fe-17．5Cr-0．5C合金中添加Ni降低了转变温度Ms，使顺磁性的γ相稳定化。退火Fe-17．5％Cr-0．5C％-Z％Ni合金也会导致形成铁磁性α相和M23C6相，具有软磁性，但这种软磁性稍低于Fe-17．5Cr-0．5C合金，主要是因为Fe—17．5Cr-0．5C—ZNi合金的晶粒尺寸较小。业已发现Fe-17．5Cr-0．5C—ZNi合金的软磁性能很大程度上取决于合金的残余应力。对该合金进行适合退火后，其软磁性能优于商业用Fe-18％Cr-8％Ni合金。     

高纯度MoSi2粉末的合成与分析

采用机械合金化法、高能机械化学法、化学法+高能球磨法3种方法试验合成MoSi2粉末,并对其成分和物相进行了分析.结果表明,化学法+高能球磨法可高效地合成出高纯度MoSi2粉末,其工艺为:按照Mo、Si、C的原子比为1∶3∶7配制MoO3粉末、SiC粉末和碳粉混合粉末;1 200℃下,在刚玉管炉中,用50%Ar50%H2...     

Mo(Si,Al)2粉末材料的机械合金化合成

通过机械合金化由MoSi2,Mo和Al粉末合成了Mo(Si1-x,Alx)2粉末材料,用X射线衍射分析了相的变化和粉末的晶粒度,用扫描电镜观察球磨后的粉末形貌与粒度,并根据Burgio模式估算了生成Mo(Si,Al)2相的球磨能.结果表明MoSi2,Mo和Al混合粉经高能球磨5 h后生成了MoSi2和Mo(Si,Al)2,没有单质粉末剩余,也无Al-Mo中间相产生;球磨40 h后的粉末粒度为亚微米级,晶粒度在21 nm～40 nm之间,Mo(Si,Al)2相的机械合金化合成机理为类自蔓延反应,其生成所需的球磨能量约为15.4 kJ/g.     

Mechanical alloying of brittle materials

Mechanical alloying by high energy ball milling has been observed in systems with nominally brittle components. The phases formed by mechanical alloying of brittle components include solid solutions (Si + Ge → SiGe solid solution), intermetallic compounds (Mn + Bi → MnBi), and amorphous alloys (NiZr₂ + Ni₁₁Zr₉ → amorphous Ni₅₀Zr₅₀). A key feature of possible mechanisms for mechanical alloying of brittle components is the temperature of the powders during milling. Experiments and a computer model of the kinetics of mechanical alloying were carried out in order to esti-mate the temperature effect. Temperature rises in typical powder alloys during milling in a SPEX mill were estimated to be ≤350 K using the kinetic parameters determined from the computer model. The tempering response of fresh martensite in an Fe-1.2 wt pct C alloy during milling was consistent with the maximum results of the computer model, yielding temperatures in the pow-ders of ≤575 Ki.e., ΔT ≤ 300 K). Thermal activation was required for mechanical alloying of Si and Ge powder. No alloying occurred when the milling vial was cooled by liquid nitrogen. The pos-sible mechanisms responsible for material transfer during mechanical alloying of brittle components are considered.     

机械合金化制备纳米晶Fe-Si合金的研究

采用Fe-6．5％Si合金粉与Si-22％Fe合金粉末，经机械合金化制备了Fe-13．95％Si固溶体合金。由碰撞频率、速率与球磨工艺条件的理论关系推导出了球料比的最佳值。利用XRD、SEM和EDX手段对球磨后的Fe—Si粉体进行了结构、形貌及成份表征。结果表明：混合粉体球磨12h可实现机械合金化，合金化的粉体为α—Fe（Si）过饱和固溶体，颗粒尺寸为0．5～15μm，显微组织为纳米晶结构，平均晶粒尺寸约为18nm。     

机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn合金的结构和性能研究

利用机械合金化法制备(Ag-Cu28)-xSn系合金粉末,借助差示扫描量热仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等,研究了Sn含量对合金熔化温度、球磨时间对合金粉末的物相组成及显微结构的影响。研究表明:Sn对合金的熔化温度有显著影响,随Sn含量增加合金熔化温度下降趋势减缓;当Sn含量为30%时,合金熔化温度最低为539.3℃。球磨40 h时,(Ag-Cu28)-30Sn粉料合金化完全,其物相组成为Ag4Sn、Cu3Sn和Cu6Sn5。球磨初始阶段(Ag-Cu28)-30Sn粉料颗粒异常长大,球磨至40 h时合金化完成,颗粒断裂和焊合达到平衡,合金粉末粒度均匀,平均粒径约为5~10μm。     

机械合金化Ti/Al合金的制备

采用多维摆动式球磨机机械合金化Ti/Al二元粉末,研究了机械合金化过程中粉末结构的变化。Ti/Al混合粉末经高能球磨后,颗粒尺寸下降,Ti、Al晶粒各自逐渐细化至纳米级尺寸,且部分形成非晶,球磨15h后发现了TiAl和Ti3Al金属间化合物。将机械合金化后的粉末进行放电等离子烧结,烧结试样的组成相主要为TiAl和Ti3Al。     

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。     

球磨速度和过程控制剂对Ti-Cr合金机械合金化的影响

研究了球磨速度变化(125～225r/min)和过程控制剂种类(酒精、硬脂酸和二者的混合物)及其加入量(0～4.5％)对Ti-Cr合金机械合金化(MA)的影响。研究结果表明,球磨速度的高低对所获得的MA粉末的粒度有显著影响。在其他条件相同的情况下,球磨速度越高,MA的效率越高,粉末的粒度越小。在Ti-Cr合金的MA过程中,使用酒精作为过程控制剂,能够有效地降低球磨带入的杂质量,但是粉末的细化速度将减慢;酒精的加入量以不超过1.5％或者在4.5％以上为宜。硬脂酸不适合用做Ti-Cr合金MA过程的过程控制剂。通过调整球磨速度和合理选用过程控制剂,可以实现对球磨杂质来源的调控。     

机械合金化FeCuNiSnCo粉末的制备及其胎体材料物理性能研究

采用机械合金化法制备了Fe基预合金粉（FeCuNiSnCo粉末）,通过热压烧结制备胎体材料,对制备的Fe基预合金粉末及其胎体性能进行表征,利用正交实验研究了球料比、球磨转速、液固比、球磨时间等对粉末松装密度和胎体材料硬度、抗弯强度的影响,确定最优工艺,并对胎体材料显微组织进行观察。结果表明:在球磨过程中,粉末颗粒经过重组、变形、破碎和合金化,粉末形貌发生了改变,影响了粉末松装密度;球磨转速和球料比是影响胎体材料硬度和强度的主要因素;综合分析最佳工艺参数为:球磨时间6 h,球磨转速400 r·min-1,球料比4:1,液固比0.5:1.0。     

Densification and structural change of mechanically alloyed W-Cu composites

Fine-grained, high-density (97+ pct of theoretical density (TD)), 80W-20Cu wt pct (58W-42Cu at. pct) composites have been prepared using nonconventional alloying techniques. The W and Cu precursor powders were combined by a high-energy ball-milling procedure in air or hexane. The mechanically alloyed W+Cu powder mixtures were then cold pressed into green compacts and sintered at 1523 K. The milling medium and milling time were varied to increase product densities with a concomitant order-of-magnitude decrease in grain size. For densification, air was found to be a more effective medium than hexane. From microhardness measurements, it was concluded that the W-Cu alloys were dispersion and solution hardened, but were sensitive to entrapped residual impurities. X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and scanning electron micros-copy (SEM) analyses were used to demonstrate that the as-milled and sintered W-Cu alloy structures were metastable, decomposing into the starting W and Cu components upon heating at or above 723 K.     

Al-Pb粉末在机械合金化过程中的粒度及形貌演变

采用XRD，SEM，TEM和粒度分析仪对Al-15％Pb和Al-15％Pb-4％Si—1％Sn—1．5％Cu(质量分数，％)混合粉末在机械合金化过程中的粒度及形貌演变进行了研究。结果表明：混合粉末经球磨后都可以获得纳米晶，球磨对Pb的细化明显大于对Al的细化作用；在相同的球磨时间下，添加有Si，Sn，Cu混合粉末的Al，Pb晶粒更小，其获得纳米晶的时间更短。由于冷焊与断裂在MA不同阶段的主导不同，Al-15％Pb-4％Si-1％Sn—1．5％Cu粒子经历了快速长大、快速减小和慢速减小3个阶段；而Al—15％Pb粒子细化则是增大-减小的反复过程，在球磨过程中Si作为硬度高的脆性粒子难于完全实现合金化，而Sn，Cu合金化速度较快。     

Effect of cerium/lanthanum addition on microstructure and mechanical properties of Al7075 alloy via mechanical alloying and sintering

The effect of the Al-6Ce-3La(ACL) on the microstructural behavior of the Al7075 was investigated. Materials were synthesized by mechanical alloying with variation in the ACL content and milling time. Products were characterized and studied in the as-milled condition and mechanically evaluated after sintering. The synergetic effect of milling time and ACL content in the modified materials led to a reduction in the particle size. Results from electron microscopy showed a homogeneous dispersion of Ce/La phases up to 20 wt.% of ACL content after 10 h of milling. Mechanical evaluation under compressive test showed an improved performance for those alloys reinforced with 0.2 wt.% and 0.5 wt.% of ACL.