Cu包裹MoSi2复合粉体的制备工艺

用工业MoSi2粉,采用非均相形核法,球磨活化30h,制备Cu包裹MoSi2复合粉体,研究酸性和中性环境中Cu的包裹情况,用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、电子探针等分析手段对复合颗粒进行表征.结果表明,经过包覆反应能够得到大部分包裹着Cu相的MoSi2颗粒.在中性环境中生成的Cu微晶多为球形,而在酸性环境中Cu微晶部分呈规则多面体形状部分呈球形,且有少量Cu2Cl(OH)3形成,两种复合粉体中均有Cu2O存在,这是纳米Cu微晶自发氧化的结果.     

放电等离子烧结制备纳米SiC_p/Al复合材料及组织性能研究

以微米级、纳米级碳化硅(SiC)颗粒和纯铝(Al)粉为原料,通过高能球磨+放电等离子烧结(SPS)工艺制备了不同质量分数的SiC颗粒增强Al基复合材料(SiC_p/Al),研究了SiC颗粒尺寸和含量对复合材料组织性能的影响。结果表明:高能球磨能促进增强颗粒的均匀分布,放电等离子烧结具有烧结温度低、保温时间短的特点,可有效减少甚至避免基体与增强体有害反应的发生。纳米级SiC增强铝基复合材料的颗粒团聚趋势较大,复合材料致密度较低,但是其细晶强化和Orowan强化效果显著,包含源缺陷和源裂纹较少,因此,复合材料硬度和屈服强度相应提高。     

“化学炉”辅助燃烧原位合成SiC/MoSi_2复合材料

以Mo、Si和C单质粉为原料,采用自蔓延原位合成技术制备10%SiC、20%SiC(体积分数)强韧化MoSi2复合材料,并从理论上计算了自蔓延燃烧反应绝热温度.结果表明,常规自蔓延能够合成10%SiC/MoSi2复合粉体,而通过"化学炉"辅助燃烧能够合成20%SiC/MoSi2材料.复合粉末主要由MoSi2和SiC相组成,SiC颗粒分布均匀,与MoSi2基体结合良好,其断裂机理为穿晶断裂.     

MoSi2粉末球磨过程中的机械力化学变化

运用X-射线衍射、电子显微镜,研究MoSi2粉末在ZJM10T型搅拌机球磨过程中的机械力化学变化。结果表明,机械球磨过程中,MoSi2粉末的衍射峰强度随球磨时间的增加不断减弱、衍射峰逐渐宽化。机械力化学效应因子——显微应变和有效温度系数则随球磨时间延长即晶粒尺寸减小而增加。晶粒尺寸与有效温度系数和显微应变呈负相关,显微应变随有效温度系数增加而增大。     

高能球磨-快速热压烧结工艺制备纳米晶粒WC-Co 硬质合金

采用高能球磨-快速热压烧结工艺制备了纳米晶粒WC-Co 硬质合金块体, 并对合金的物理、力学性能及微观组织进行了分析测试。研究结果表明:高能球磨合成的纳米WC-Co 复合粉末通过快速热压烧结, 可在较低的烧结温度(1 300 ℃), 较短的保温时间(15 min), 较快的升温速率(120 ℃/min), 不太高的压力(35 MPa)下获得高致密的纳米硬质合金块体;通过添加0.8%的VC 和0.2%的Cr₃C₂ 作为晶粒生长抑制剂, 并采用低温、短时、快速、加压烧结的快速热压烧结工艺, 在一定程度上控制了纳米WC 晶粒的快速长大, 制备出了平均晶粒尺寸约为200 nm 且综合性能较高的纳米WC-Co 硬质合金块体。     

高能球磨过程中Al—Pb耐磨合金粉末的微观组织观察

通过X射线衍射（X-ray)、电子扫描电镜（SEM）观察,分析了经高能球磨后互不相溶的Al-Pb混合粉末的微观组织变化。结果表明：在高能球磨过程中相Pb颗粒细化速度优于硬相Al颗粒;且球磨2h形成Pb(Al)固溶体;细小的Pb颗粒均匀分散于基体中,并为Al颗粒所包围,有利于克服Al-Pb系统制备工艺中宏观偏析现象而制备高性能的耐磨材料。     

微纳米多孔Si-Ag颗粒掺杂石墨负极材料及其电性能

为解决锂离子电池石墨负极材料充放电效率低的问题,采用成本低廉的人造石墨,并掺杂微纳米多孔Si-Ag颗粒来改善石墨的导电性及提高充放电效率,利用化学刻蚀法制备了微纳米多孔Si-Ag粉体,并将70%人造石墨与30%的多孔Si-Ag粉体球磨形成夹层式复合结构。采用SEM、TEM、XRD及电池测试系统对多孔Si-Ag粉体材料进行表征和测试。结果表明:硅颗粒经高能球磨后粒径可达720nm左右;在80℃刻蚀条件下,得到的微纳米多孔Si-Ag负极材料充放电比容量为2 163.28mAh/g;掺杂多孔Si-Ag颗粒后的石墨负极首次充放电比容量为1 227.966mAh/g,比纯石墨负极材料提高了341.1%;在0.2C(1C=1 500mA/g)的电流密度下,循环100次后容量保持率为59.72%。     

机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体的研究

采用机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)对钡铁氧体制备过程的组织和性能进行分析.结果表明:在高能球磨初期,颗粒粒径减小,粉体得到细化,随球磨时间延长,部分BaCO3固溶于Fe2O3中形成固溶体;高能球磨40 ...     

含氧超细TiN0.3粉体与烧结体的制备及氧对其组织结构的影响研究

采用机械合金化(MA)法制备了平均晶粒尺寸约10 nm的超细TiN_0.3粉体,分别采用机械合金化(MA)、空气中热处理、高压高温(HPHT)烧结、退火处理4种方式向TiN_0.3粉体中引入氧,研究氧引入量对TiN_0.3粉体及烧结体的物相组成、晶粒尺寸及晶格常数的影响。结果表明,空气中热处理氧引入量最多,而MA、真空退火处理、HPHT烧结过程氧引入量较少。MA、退火处理、空气中热处理过程氧引入量少时均会因TiN_xO_y的生成而导致晶格常数增大。MA过程氧的引入降低了球磨效率而导致晶粒尺寸增大,退火过程氧引入前后晶粒尺寸无明显变化。TiN_0.3粉体在空气中的起始氧化温度和终止氧化温度分别为315.6 ℃和654.1 ℃。TiN_0.3粉体起始氧化产物为TiN_xO_y,360 ℃时生成A-TiO₂(锐钛矿型TiO₂),同时开始向R-TiO₂(金红石型TiO₂)转变。700 ℃时A-TiO₂已完全转变为R-TiO₂。     

纳米WC-Co硬质合金的微观组织特征

采用高能球磨工艺制备WC 10Co 0 8VC 0 2Cr2 C3纳米复合粉末,快速热压烧结制备纳米硬质合金块体,应用OM ,SEM ,TEM和EDXS观察合金的显微组织。观察发现纳米WC Co硬质合金的显微组织中粘结相呈空间网状结构贯穿于多边形状WC骨架空隙之间,在WC晶粒中观察到了呈团絮层状纳米析出相的存在,析出相为Co富集相,其形成机理是纳米WC Co材料结构失稳,在外加热场、压力场作用下诱发的相变行为     

等离子喷涂碳化钛-硅化钛涂层的组织结构与性能

研究直接喷涂和反应喷涂合成的两种碳化钛-硅化钛复合涂层的组织结构与性能.通过等离子喷涂技术将两种不同复合粉(TiC-TiSi₂和Ti-SiC)分别喷涂在TC4钛合金表面制备成碳化钛-硅化钛复合涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机、显微维式硬度计、划痕仪对所得涂层进行表征及测试.结果表明:等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得涂层中含TiC为58%,Ti₅Si₃为21%,TiSi₂为7%,Si为9%和SiO₂为5%,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层含有TiC(47%),Ti₅Si₃(40%)和SiC(13%);在等离子喷涂过程中Ti-SiC复合粉中的Ti与SiC发生了明显的化学反应,反应生成了TiC和Ti₅Si₃;等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得涂层,具有更薄的层片和更小的晶粒尺寸.与等离子喷涂TiC-TiSi₂复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层相比,等离子喷涂Ti-SiC复合粉所得碳化钛-硅化钛涂层具有更高的结合强度、更高的显微硬度(提高了18.7%)、更好的韧性及更好的耐划痕性能,这主要在于等离子喷涂Ti-SiC复合粉反应合成的碳化钛-硅化钛涂层中硬质相的相对含量更高且反应合成的碳化钛、硅化钛晶粒更细小.     

溶胶凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3及其性能表征

以溶胶凝胶法合成了La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3(LSF)粉体,用于中温固体氧化物燃料电池阴极材料.分别利用热分析(TG-DTG-DTA)、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)和交流阻抗谱仪(ACEIS)对粉体和阴极进行表征.结果表明,随着温度升高,经过粉体失水、硝酸盐分解等过程,在600 ℃已基本形成钙钛矿相,1000 ℃时为单一的钙钛矿相,煅烧4 h后的粒径约为80 nm.在800 ℃的阴极界面阻抗为0.12 Ω·cm~2.     

机械合金化制备Mo-Cu复合材料的研究

采用机械合金化制备致密的Mo-18%Cu复合材料, 利用粒度分析仪、XRD和SEM研究了不同球磨时间对Mo-Cu复合材料的粉末粒度、形貌、力学性能和断裂形貌的影响。试验结果表明, 随着球磨时间的增加, 粉末的晶粒尺寸不断减小, 烧结后样品的相对密度不断提高。球磨60 h的混合粉末在1 350 ℃下烧结2 h后的相对密度可达98.6%, 硬度达63.9HRC。     

莫来石晶须对2A12铝合金性能和组织的影响

以2A12铝合金为基础材料,研究莫来石晶须对2A12铝合金组织和性能的影响。采用井式电阻炉加热,在石墨坩埚中熔炼合金,向液态金属中加入莫来石晶须,获得新合金铸态试样。用万能试验机、硬度仪测试其力学性能,用OM、SEM、EDS、XRD表征分析了显微组织。结果表明：莫来石晶须能有效改善铸态2A12铝合金的机械性能,随着其添加量的增加,合金的抗拉强度、硬度等出现先增加后降低的变化趋势,当莫来石晶须添加量为2%时,合金的抗拉强度和硬度最佳,其抗拉强度和硬度较原始合金分别增加了8.77%、7.41%;晶须的添加使合金的断裂形式发生了改变,原始合金以脆性断裂为主,随着莫来石晶须的添加,合金的断裂形式由脆性断裂向塑性断裂转变;XRD及SEM结果表明,添加的莫来石晶须以陶瓷相聚集在晶界附近。添加晶须一方面细化了晶粒,另一方面硬质点相（陶瓷）阻碍位错滑移从而提高合金的强度和硬度。     

纳米WC制备过程中混料工艺及抑制剂作用的研究

利用成分分析和XRD, SEM 以及BET等检测手段, 对低温碳化工艺制备纳米级WC粉末进行了研究, 制备了平均晶粒度在20～30 nm, 颗粒尺寸小于100 nm的纳米碳化钨粉末。通过对滚筒混料和三维混料2种方式的对比研究发现, 三维混料比传统的滚筒混料具有更高的效率, 能使物料在较短的时间得到充分混合, 三维混料2 h即可达到滚筒混料6 h同样的效果, 并研究了不同混料时间和不同球料比对混料均匀度的影响。此外, 还研究对比了钨粉原料中添加晶粒抑制剂V₂O₅对碳化工艺的影响, 结果发现V₂O₅对碳化过程有延缓作用, 但对WC产物晶粒度及颗粒大小并无明显影响。     

镍基金刚石复合涂层的冷喷涂制备

通过机械合金化法制备了金刚石/NiCrAl复合粉末,探讨了金刚石含量对粉末的组织结构、粒度分布的影响.采用冷喷涂沉积法制备金刚石增强金属陶瓷涂层,探讨了粉末结构、金刚石含量对涂层的成分及组织结构的影响.实验结果表明,在机械合金化过程中,金刚石和NiCrAl并没有发生反应生成新相,硬质相较均匀地分布在复合粉末中.分析冷喷涂制备的复合涂层的组织结构发现,喷涂过程中粉末的成分及组织结构完全保留到了涂层中.     

煅烧与球磨相结合试制石英纳米粉的研究

选用天然高纯石英为实验材料,根据高温煅烧使石英破碎裂解的原理,按照设定的升温速率、保温温度、保温时间、降温速率进行高温煅烧,然后将煅烧过的石英熟料在行星式球磨机中研磨,制得最大粒径为126nm、最小粒径为12nm、平均粒径为43nm的石英纳米粉。     

Formation of TIB2 from rutile by room temperature ball milling

A mixture of rutile, boron oxide and magnesium has been ball milled together with the intention of inducing a reaction to form titanium diboride. The resultant powders were examined by differential thermal analysis, isothermal annealing and X-ray diffraction to determine the effect of milling on the formation of TiB₂. Complete reaction was found to occur in the mill between 10 and 15 h forming TiB₂ and MgO with no residual Mg. The unwanted phase, MgO, was readily removed by leaching in acid leaving a fine powder composed of aggregates of TiB₂. The feasibility of using this relatively simple, low technology route to value add for minerals is also discussed.     

CMT堆焊巴氏合金堆焊层组织及力学性能

采用冷金属过渡(CMT)技术在20钢表面制备了巴氏合金堆焊层，利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机分别对堆焊层的金相形貌、物相组成、显微组织、元素分布、硬度和摩擦因数进行测试。结果表明，巴氏合金堆焊层的相结构并未发生变化，由硬质点SnSb相、Cu₆Sn₅相和软基体α-Sn相组成；由于热输入的降低，巴氏合金堆焊层的冷却速率提高，堆焊层晶粒明显细化，硬度约为40HV_0.1,远高于铸造巴氏合金；由于显微硬度升高，巴氏合金堆焊层的摩擦因数和比磨损率均降低，分别为0.31和1.38×10^-5 mm³/(N·m);巴氏合金堆焊层的磨损机理为磨粒磨损。CMT堆焊技术可有效提升巴氏合金的硬度和耐磨性。     

快速凝固粉末冶金AZ91镁合金的组织性能

采用自制的设备, 用快速凝固粉末冶金方法制备了AZ91镁合金, 分别对合金进行光学金相、XRD、HRTEM、SEM分析。结果表明: 粉末态为非常均匀细小的等轴晶组织, 晶粒大小为1～5 μm, 只有很少析出相, 析出相为AlMg₂Zn。挤压棒材为细小的等轴晶组织, 有大量的析出相, 主要为β-Al₁₂Mg₁₇和AlMg₂Zn。合金有很高的力学性能, 抗拉强度达到383.2 MPa, 屈服强度275.1 MPa。合金的析出相形貌主要为近球形, 大小为50～200 nm, 挤压态的析出相明显增多。