高能球磨制备纳米TiO2/纳米晶Cu超细复合粉体

采用高能球磨法制备了TiO2/Cu复合粉体并采用X射线衍射(XRD)、显微图像分析仪等测试分析方法,对球磨过程中复合粉末相结构、组织形貌和粒度分布的变化进行了研究.结果表明:球磨24 h后可形成纳米TiO2粉体/纳米晶Cu复合粉体,Cu粉晶粒达59 nm;随着球磨时间的增加,纳米TiO2团聚体逐渐嵌入Cu颗粒中,被很好地分散开,呈弥散分布;同时复合粉体粒度细化到300 nm以下,比表面积大大增加,粉体也由球形逐渐地过渡到多角形.     

高能球磨法制备纳米晶Ni粉的研究

采用高能球磨法制备出了纳米晶镍粉,并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等分析检测手段,研究了该纳米晶镍粉末的结构、形貌和相的变化。结果表明,镍粉末平均粒度和晶粒度随球磨时间增加不断减小,而应变随球磨时间增加不断增大;当高能球磨54h后,球磨产物为FCC结构的鳞片状多晶体,晶粒度为17nm左右,应变为0.48%,颗粒尺寸为150～200nm;球磨时间增加至98h,产物中出现非晶相,但仍以多晶为主,晶粒尺寸为7nm,应变为1.24%,粉末团聚严重。     

纳米晶W粉的制备及烧结性能

用高能球磨法制取纳米晶Ｗ粉,在真空炉内将此Ｗ粉分别进行无压和热压烧结成致密块体。利用扫描电镜,透射电镜,Ｘ－ｒａｙ衍射仪等观测球磨过程中粉末粒度,形貌和结构的经及烧结块体的质量密度随温度的变化,并与普通粉的烧结性能作了比较。结果表明：脆性材料在高能球磨过程中不出现片层状结构,一直保持颗粒状结构,纳米晶超细Ｗ粉与普通Ｗ粉相比,由于颗粒和晶粒小,扩散系数高,表面能高,比表面原子烤多,晶格畸变严重,熔点     

高能球磨纳米Co系催化剂粉末的微观应力

用X-ray法研究了高能球磨制备Co-La2O3和Co-CeO2催化剂纳米粉末过程中Co粉的微观应力与球磨时间的关系,发现两种不同晶型的稀土氧化物对Co粉微观应力的影响不尽相同,掺La2O3的粉末球磨到15h之内时,Co粉的微观应力随球磨时间的增加而增加,但在15-55h这段范围,微观应力随球磨时间的延长而增加的趋势变缓。掺CeO2的Co粉的微观应力在研究时间范围内随球磨时间的增加几乎呈线性增加。     

机械球磨对TiC/W复合材料组织性能的影响

采用机械高能球磨法制备出TiC/W纳米晶复合粉体,复合粉体经压制并在1823K烧结制备得到TiC/W复合材料.研究了机械球磨对TiC/W复合材料组织结构和力学性能的影响.结果表明,球磨后的烧结组织均匀致密,没有缝隙和空洞出现.机械球磨能够降低烧结温度,提高块体致密度和室温抗弯强度;抗弯断口形貌在球磨后逐渐变平整,断裂形貌由沿晶断裂转变为穿晶断裂.     

球磨时间对Mg/HA复合材料组织与力学性能的影响

采用干磨方式对70％Mg+ 30％HA配比的复合材料进行高能球磨,随后在300 MPa下冷压成φ15 mm×4mm片状试样,用于显微组织观察与力学性能测试.然后在500℃下常压烧结1h.实验测定了复合材料烧结体的抗压强度和硬度,通过扫描电镜和光学显微镜分别观察了压缩试样的断口形貌和烧结体的表面形貌.结果表明:随球磨时间的延长,粉末得到充分混合及细化,HA相均匀分布在Mg基体中,烧结体的抗压强度和硬度均增大.     

球磨法制备钛纳米晶

用球磨法制备出钛纳米晶粉末.结果表明,经过24h球磨后,晶粒平均尺寸达到12—13nm粉末的氧、氮含量极低、粉末的硬度与晶粒尺寸的关系为正常的Hall-Petch关系。     

液氮球磨过程中钛粉的形貌和组织演变

采用液氮球磨技术制备出纳米晶钛粉。运用SEM、XRD和TEM研究了液氮球磨过程中钛粉的形貌和组织的演变。结果表明:钛粉颗粒在液氮球磨过程中以脆性开裂的方式细化,经8h液氮球磨后钛粉颗粒从球磨前的45μm减小到5μm左右,颗粒表面出现大量裂纹;采用液氮球磨方法制备纳米晶Ti粉仅需8h。     

低温球磨纳米晶Al-Zn-Mg-CU合金组织的演变

利用液氮低温球磨技术制备了纳米晶Al-Zn—Mg—Cu合金粉体,分析了材料在球磨过程中微观组织变化．结果表明,气雾化Al—Zn—Mg—Cu合金粉体随着球磨过程的进行晶粒尺寸逐渐减小,球磨15h后晶粒尺寸约为35nm;MgZn2相逐步分解,并最终过饱和固溶于α—Al中．制备的纳米晶Al—Zn—Mg—Cu合金粉体低于709K（0．77Tm,Tm为熔点）加热时,晶粒长大速度缓慢;709K加热1h晶粒尺寸仅为71nm．研究表明,液氮低温球磨过程中形成的Al2O3颗粒对晶粒的钉扎有效地提高了纳米晶Al-Zn—Mg—Cu合金粉体的热稳定性．     

高能球磨中纳米亚稳相的合成

高能球磨是合成纳米亚稳相的一种重要方法。利用高能球磨可以合成纳米晶、金属间化合物、非晶相及过饱和固溶相等多种纳米亚稳相。在球磨过程中,被研磨物质晶粒尺寸逐步细化,并产生大量的界面、位错等结构缺陷。这磐结构缺陷在动力学上为原子的集聚和扩散的一条低能通道,为新相的形核提供了基础。     

球磨和催化反应球磨制备的镁基复合贮氢材料及其性能

以ZrFe1.4 Cr0.6或TiO2作为催化相,利用球磨和催化反应球磨的方法制备了Mg基复合贮氢材料,研究了其吸放氢动力学特征、循环性能和抗氧化性能.即使在较低的温度下,该复合材料也具有优良的动力学性能.利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析对该复合材料吸放氢前后的变化进行了表征.研究表明,覆盖在Mg颗粒表面的细小的ZrFe1.4 Cr0.6或TiO2粒子起到快速通过的作用,球磨引入了大量缺陷,并使部分合金粉末进入Mg基体内部,这都提高了复合材料的吸放氢速率.     

热电材料SiGe合金的制备

以硅粉、锗粉为原料,利用高能球磨法,通过改变球磨参数制备硅锗合金。并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)以及差示扫描量热分析仪(DSC)对实验产物进行表征。结果表明,利用行星式高能球磨仪使配比为Si0.9Ge0.1硅锗粉末达到合金化的最佳球磨参数是:转速为500 r/min,球磨时间为20 h,球料比为20∶1,这一参数能制备出配比为Si0.8Ge0.2的硅锗合金。在该条件下制备出的合金熔点为1388℃。     

等离子熔覆镍包WC/Fe-Cr-B-Si复合涂层微观组织

采用等离子熔覆技术在Q235钢表面制备了镍包WC含量(质量分数)分别为10%、30%、50%的WC/Fe-Cr-B-Si复合涂层。采用OM、SEM、EDS、XRD等手段研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,添加10%镍包WC的涂层中WC几乎全部溶解,而在含30%、50%镍包WC涂层中均存在未溶解的WC,且在复合涂层微观组织演变中发现了明显不同的凝固特征,含10%、30%镍包WC的涂层主要是枝晶和枝晶间共晶的亚共晶组织;而在含50%镍包WC的涂层中是以初晶Fe3W3C为主和过共晶组织。添加10%、30%、50%镍包WC的复合涂层显微硬度分别为560~600、650~800、920~1100 HV0.2,硬度随WC含量的增加而提高。     

离心铸造WC/钢复合材料显微组织

采用离心铸造工艺制备了以废弃的轴承钢GCr15为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢复合材料.用金相观察和X射线衍射等分析方法,对该材料的显微组织进行了研究.结果表明:离心铸造WC/钢复合材料的显微组织是由莱氏体(P+Fe_3C_Ⅱ(共晶))、一次渗碳体(Fe_3C_Ⅰ)、二次渗碳体(Fe_3C_Ⅱ)、合金渗碳体((Fe,M)_3C)等碳化物及粒状珠光体组成,且其中有大量细小的WC、W_2C、再结晶W-Fe-C颗粒以及M_6C、M_7C_3、M_(23)C_6等碳化物颗粒析出;碳化物的形态较多,主要有网状、鱼骨状、树枝状和条块状.     

钢表面激光搭接熔覆镍基纳米WC/Co复合涂层的显微组织

采用CO2激光在45钢表面制备镍基纳米WC/Co复合熔覆层,在激光单道熔覆的基础上进行激光搭接熔覆.通过SEM、XRD、EDS以及显微硬度测试,分别对激光单道及搭接熔覆层的显微组织、物相、成分及硬度进行比较研究.结果表明:选择合适的激光熔覆工艺,可以在45钢表面获得基本上消除了裂纹和孔洞,并与基体呈冶金结合的镍基纳米WC/Co复合熔覆层及其搭接熔覆层.熔覆层的物相为γ(Fe-Ni)基体上分布着以WC、W2C为主的碳化物相.其中激光单道、搭接熔覆层显微硬度分别为779.3～1315.O HVO.1、600.3～1560.O HV0.1.尽管单道及搭接熔覆层中碳化物的种类不变,但其形态和分布有较明显差异,搭接熔覆层较单道熔覆层中碳化物形态多样性及分布不均匀性更大一些.无论激光单道或搭接熔覆层中,都存在含相当数量的粒度≤100 nm的纳米颗粒,分析认为这些纳米颗粒最有可能为WC、W2C为主的碳化物,对于熔覆层的抗裂止裂起了关键的纳米效应作用.本文研究的结果对重要零部件的较大面积局部表面改性或修复再制造的工程应用具有重要的探索意义.     

激光熔覆制备WC/Ni-Al基复合涂层高温稳定性研究

在不锈钢基材上通过激光熔覆Ni-Cr-Al-Co-Mo-W-Nb-Ti-C) WC粉末制备出WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基复合涂层,并将试样在1 000℃高温大气氛围内保温50h.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计对涂层高温时效前后的组织、相成分、硬度进行了对比分析和测试.结果显示激光熔覆WC陶瓷颗粒增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层经1 000℃×50h时效后,涂层与基材之间没有出现裂纹、孔洞等缺陷,保持着良好的冶金结合.激光熔覆18wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层具有良好的高温稳定性;激光熔覆28wt%WC增强Ni-Al基高温耐磨复合涂层显微硬度也没有出现明显降低的现象,但合金元素出现了贫化现象.     

高能球磨制备纳米级WC/Cu复合粉末的研究

利用XRD、SEM等分析研究了高能球磨时间对WC／Cu复合粉末结构、形貌及相的影响。结果表明,随球磨时间的延长复合粉末发生细化达到纳米级粒度,球磨24h可获得稳定晶粒尺寸,最小晶粒尺寸为21．5nm。其中WC粉末晶粒细化速率较Cu的慢;球磨过程中,有少量的WC固溶于Cu中,形成Cu(WC)固溶体。     

Microstructure characteristics of coating with amorphous phases prepared from Fe-based alloy powders by plasma spray

In this paper, alloy powders mixed with a molar ratio of Fe ： P ： C of 80 ： 13 ： 7 were sprayed on Q235 steel by plasma spray method to prepare coating with amorphous phases. The phase composition of the mixed alloy powders and prepared coating were characterized by X-ray diffraction （ XRD ）. The morphology and the composition cf the coating were analyzed by scanning eleetron microscopy （SEM） nnd energy dispersive apectroscopy （ EDS ）. In addition, the thermal stability ef the coating with amorphous phases was characterized by differential thermal analyzer （ DTA ）. Tile results showed that, usirtg mixed alloy powders with a molar ratio of Fe： P： C of 80：13：7, the coating containing certain amount of amorphous alloys was suceessathlly prepared through atmospheric plasma spray technique. In the coating, the main phases were determined to be Fe, FeP aad Fe2P. The crystallization of the coating started from about 461°. Tile coating was mechanically adhered to the substrate.     

激光搭接再重叠扫描熔覆镍基纳米WC/Co层的显微组织

采用CO2激光在45钢表面制备镍基纳米WC/Co熔覆层.使用搭接再重叠扫描工艺,突破了单道激光熔覆处理区域较窄的局限性以及搭接熔覆层中的碳化物形态多样性和分布不均匀性较大的缺陷.搭接再重叠扫描层硬度不下降且不出现新的裂纹和孔洞,这使大面积激光熔覆的实际应用成为可能.研究结果表明,搭接再重叠扫描的熔覆层中仍然存在相当数量的粒度≤100 nm的碳化物颗粒,其纳米效应对该熔覆层的抗裂止裂起了重要作用.     

Microstructure and wear properties of TiC/FeCrBSi surface composite coating prepared by laser cladding

Titanium carbide particles reinforced Fe-based surface composite coatings were fabricated by laser cladding using a 5 kW CO₂ laser. The microstructure, phase structure and wear properties were investigated by means of scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction, as well as dry sliding wear test. The results showed that TiC carbides were formed via in situ reaction between ferrotitanium and graphite in the molten pool during the laser-clad process. The morphology of TiC is mainly cubic and dendritic form; and the TiC carbides were distributed uniformly in the composite coating. The TiC/matrix interface was found to be free from cracks and deleterious phases. The coatings reinforced by TiC particles revealed higher wear resistance and lower friction coefficient than that of the substrate and FeCrBSi laser-clad coating.