碳纳米管强韧化二硅化钼复合材料

利用机械合金化（MA）方法合成MoSi2纳米先驱粉体，并对碳纳米管（CNT）进行超声分散，将MoSi2和CNT湿法球磨混合后，采用热压烧结方法制备了CNT／MoSi2复合材料。结果表明，Mo-Si粉末按原子比1：2混合，以转速510r／min球磨24h得到杂质含量较低的MoSi2纳米粉体。烧结后材料的相组成分析结果显示，不含CNT的MoSi2材料主要为MoSi2相，同时含有少量Mo5Si3；添加CNT后，复合材料中新增了少量的SiC，Mo5Si3的含量也比非增强MoSi2中高。CNT／MoSi2复合材料强度和韧性较纯MoSi2材料均有提高，含2．5％（质量分数，下同）CNT复合材料的抗弯强度提高了72％，添加I％CNT复合材料的断裂韧性提高T43％。对CNT／MoSi2复合材料显微结构分析发现，CNT细化材料晶粒，CNT的拔出，CNT使裂纹偏转、分支和桥联等机制综合作用提高了复合材料的韧性。细晶强化和弥散强化作用提高了材料强度。     

2％C／MoSi2复合材料的组织结构与性能

采用热压烧结工艺制得了2％C／MoSi2（质量分数）复合材料,并测定了材料的显微组织和结构、室温和高温力学性能、耐磨性能以及电阻率。结果:C／MoSi2复合材料由大量的MoSi2、多量的Mo5Si3和少量的β－SiC组成,其硬度Hv为1060,抗弯强度为470MPa,断裂韧性为5．12MPa.m^1/2,800℃的硬度Hv为750,1200℃的抗压强度为450MPa,1400℃的抗压强度为142MPa;在Al2O3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能,材料的电阻率为349n.m。与纯MoSi2相比,2％C／MoSi2复合材料在硬度、抗弯强度、断裂性、高温抗压强度、弹性模量和耐磨性能等方面都有较大的提高。     

二硅化钼涂层对碳化硅电热元件高温抗氧化性能的影响

采用MoSi2粉末自烧结方法，在SiC电热元件表面制备一层致密的MoSi2高温抗氧化涂层，并对其高温抗氧化性进行测试。抗氧化试验在空气中1500℃炉温下进行118h和32次热循环，结果表明，带有MoSi2涂层的试样表面致密光洁，且试样抗氧化性能随MoSi2涂层厚度增加。SEM和EPMA显微分析表明，MoSi2涂层与SiC基体结合较好，没有起层和剥落，涂层中Mo分布均匀，损失约为20％。     

Mo(Si0.95,Al0.05)2价电子结构计算及其性能分析

根据固体与分子经验电子理论（EET）,采用键距差法（BLD）,分析并计算了C11b型金属间化合物MoSi2的价电子结构与理论键能;采用合金元素Al部分取代MoSi2晶格中的Si原子,依据固体与分子经验电子理论在代位式固溶体中的平均原子模型,分析并计算了C11b型Mo(Si0.95,Al0.05)2的价电子结构与理论键能。结果表明：Al微合金化改变了Mo原子和Si原子的杂化状态,从而使相应的价电子结构参数发生变化。与MoSi2相比,Mo(Si0.95,Al0.05)2固溶体中共价电子数在总价电子数中所占的比例（h）由65.87%降至64.28%,因而Al微合金化不利于MoSi2强度的提高;但是晶格电子数由4.7141增至4.9202,所以Al微合金化有利于MoSi2塑性的改善。     

Self-propagating high temperature synthesis of MoSi2 matrix composites

MoSi2 is presently regarded as the most important material for electrical heating and as one with huge potential for high temperature structural uses. MoSi2 and MoSi2 matrix composites were prepared by self-propagating high temperature synthesis （SHS）. Pure MoSi2 was obtained and a compound of MoSi2 and WSi2was synthesized in the form of predominant solid solution （Mo,W）Si2. By adding aluminum of 5.5 at.% to Mo-Si, the crystal structure of MoSi2 changed into a mixture of tetragonal Cllb MoSi2and hexagonal C40 Mo（Si,Al）2. The （Mo,W）Si2-Mo（Si,Al）2-W（Si,Al）2 composite materials were synthesized by adding aluminum of 5.5 at.% to Mo-W-Si. However, if the amount of the added aluminum was not larger than 2.5 at.%, it did not have any significant effect. SHS is an effective technology for synthesis of MoSi2 and MoSi2 matrix composites.     

镍基合金表面二硅化钼复合涂层的制备和性能

为了改善K403镍基高温合金的高温抗氧化性能,采用大气等离子喷涂在镍基合金表面制备了4种不同结构的MoSi2复合涂层。结果表明:4种结构涂层中K403/NiCoCrAlY/ZrO2/30%(体积分数)ZrO2-MoSi2/MoSi2复合涂层的抗热震性能最好,且该涂层的界面结合强度最高(22.5 MPa)。MoSi2涂层的自身结合强度大于涂层界面结合强度,结合机理以机械咬合式为主。该复合涂层在1 200℃氧化120 h后的质量增加仅为3.42 mg/cm2,提高K403合金和传统氧化锆涂层的抗氧化性能。MoSi2复合涂层表面在高温时生成了一层致密的SiO2保护膜,阻碍了氧的扩散,减轻了过渡层NiCoCrAlY/ZrO2界面处的氧化。     

碳纳米管强韧化二硅化钼复合材料

利用机械合金化(MA)方法合成MoSi2纳米先驱粉体,并对碳纳米管(CNT)进行超声分散,将MoSi2和CNT湿法球磨混合后,采用热压烧结方法制备了CNT/MoSi2复合材料.结果表明,Mo-Si粉末按原子比1∶2混合,以转速510r/min球磨24 h得到杂质含量较低的MoSi2纳米粉体.烧结后材料的相组成分析结果显示,不含CNT的MoSi2材料主要为MoSi2相,同时含有少量Mo5Si3;添加CNT后,复合材料中新增了少量的SiC,Mo5Si3的含量也比非增强MoSi2中高.CNT/MoSi2复合材料强度和韧性较纯MoSi2材料均有提高,含2.5%(质量分数,下同)CNT复合材料的抗弯强度提高了72%,添加1%CNT复合材料的断裂韧性提高了43%.对CNT/MoSi2复合材料显微结构分析发现,CNT细化材料晶粒,CNT的拔出,CNT使裂纹偏转、分支和桥联等机制综合作用提高了复合材料的韧性.细晶强化和弥散强化作用提高了材料强度.     

MoSi2复合材料断裂韧性的测量及评价

对压痕法和单边切口梁法所测MoSi2基复合材料的断裂韧性作了研究和分析,提出了压痕法测量MoSi2基复合材料断裂韧性的计算修正式。结果表明：单边切口梁法的测量结果随试样切口宽度的增加而增大,压痕法测量的结果随计算式和试验载荷的不同而异,使用上述修正式将缩小压痕法与SENB法的测量偏差。     

（SiCp＋C）／MoSi2复合材料的组织结构及力学性能

通过热压烧结工艺制得了(SiCp+C)/MoSi2复合材料,分析了材料的组织结构、室温和高温力学性能.结果表明(SiCp+C)/MoSi2复合材料主要由MoSi2(大量)、a-SiCp(大量)、Mo5Si3(多量)和β-SiC(少量)组成,密度为5.12g/cm3,相对密度为91%;增强相的粒径＜30μm,体积分数为39%.材料室温硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为12.2GPa,530MPa和7.2MPa@m1/2;在800℃的维氏硬度为8.0GPa,1200℃和1400℃的抗压强度分别为560MPa和160MPa.与非增强MoSi2相比,材料的各种力学性能都有大幅度的提高.     

等离子喷涂工艺参数对二硅化钼涂层微观结构的影响

以30～54μm的二硅化钼为喷涂粉末,研究了喷涂参数对二硅化钼涂层微观结构的影响。结果表明,喷涂过程中,喷涂粉末中部分四方相MoSi2(t)转变为六方相MoSi2(h),MoSi2中Si含量出现了烧损。随着喷涂距离、功率、氩气流量和送粉速率的增加,涂层的孔隙率先降低后升高。随着氩气流量和送粉速率的增加,熔融粒子氧化程度逐渐减弱;而喷涂距离和喷涂功率的增加,熔融颗粒氧化加剧,富钼相出现的趋势增加。获得以MoSi2为主相涂层的喷涂工艺规范较宽,较佳的喷涂工艺参数为:喷涂电流500A、电压70V、喷涂距离100mm、送粉量26g/min、氩气流量45 L/min。     

Metastable phase transitions in Mo-Si and V-Si systems activated by high energy ball milling

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｅｆｒａｃｔｏｒｙｍｅｔａｌｓｉｌｉｃｉｄｅｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄａｎｉｎ ｃｒｅａｓｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｄｅｃａｄｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｕｎｉｑｕｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｅｃｈａｎｉ     

Synthesis and characteristics of W-Ni-Fe nano-composite powders prepared by mechanical alloying

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｕｎｇｓｔｅｎ ｂａｓｅｄｈｅａｖｙａｌｌｏｙｉｓａｕｎｉｑｕｅｍａｔｅｒｉａｌｄｕｅｔｏｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｉｔｓｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙ ,ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｈｉｇｈｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ,ｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｇｏｏｄｍａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙ[1,2 ].Ｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｆｏｒｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇ,ｉｎｅｒｔｉａｌａｎｄｍｉｌｉｔａｒｙ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｓ.ＦｕｌｌｙｄｅｎｓｅＷ Ｎ…     

Al-V合金预磨状态对Al-Fe-V-Si-Nd机械合金化过程中显微组织演化的影响

采用高能球磨法制备Al89.5Fe6 .4V0 .7Si2 .4Nd合金粉末 ,并用X射线衍射技术研究了球磨过程中的组成。发现经 60h高能球磨 ,合金粉末的微观组织由Al非晶和Al3V相组成 ;Al V合金的预磨状态影响Al89.5Fe6 .4 V0 .7Si2 .4Nd合金机械合金化过程中显微组织演化。     

Preparing nano-crystalline rare earth doped WC/Co powder by high energy ball milling

The nano-crystalline rare earth doped WC/Co powder was prepared by high energy ball milling. The nano-crystalline powders were characterized by means of XRD (X-ray diffraction), SEM (scanning electron microscope) and DTA (differential thermal analysis). The results show that adding trace rare earth elements into carbides is effective to minish the grain size of WC/Co powder. The grain size of rare earth doped powder became two times smaller as compared with the undoped powder within ball milling times of 25–45 h. The XRD peak of Co phase disappeared after 25 h ball milling. A sharp peak of heat release at the temperature of 597 °C was emerged in DTA curve within the range of heating temperature. After consolidated the rare earth doped WC/Co alloy by high energy ball milling exhibits ultra-fine grain sizes and better mechanical properties.     

Synthesis of Mo-Si-B intermetallic compounds with continuous α-Mo matrix by pulverization of ingot and hydrogen reduction of MoO3 powders

The fabrication of the intermetallic phase T2-Mo₃Si with continuous matrix of α-Mo was attempted with the combination process of high energy ball milling, pulverization of arc-melted ingot, addition of Mo by hydrogen reduction of MoO₃ and spark plasma sintering processes. High energy ball milling or arc melting of Mo-16.7Si-16.7B (at %) powders were performed to obtain to intermetallic phase T2 and Mo₃Si. The Mo phase of 57 vol% distributed intermetallic compound powders were prepared by hydrogen reduction of MoO₃ and further mixing of elemental Mo powders. X-ray diffractometry analysis revealed that the intermetallic phase T2-Mo₃Si can be produced by the pulverization process of arc-melted ingot. Hydrogen reduction of 1 vol% MoO₃ mixed intermetallic powder followed by further addition of Mo powders was a more adequate method enabling the homogeneous distribution of the Mo phase than that of added MoO₃ powders with total amount. The powder mixture was successfully consolidated by spark plasma sintering yielding a sound microstructure comprising the intermetallic phase T2-Mo₃Si uniformly distributed in a continuous matrix of α-Mo.     

AMORPHIZATION TRANSFORMATION BY MECHANICAL ALLOYING IN THE Mo-Si SYSTEM

1.IntroductionInrecelltyears,MoSiZhasattractedconsiderableattentionasapotentialhigh-temperaturestructuralmaterial.Thecombinationofhighmeltingpoint(2030"C),moderatedensity(6.24gcm--'),excellentoxidationresistance,andhighmodulusatelevatedtemperaturemakesMoSiZoneofthemostpromisingmatrixphasetobeusedattemperaturesupto1600oC[l].Anothermolybdenumsilicide,Mo5Si3,hasbeenproposedasapotentialreinforcementforMoSt,[1,2].AmongawidevarietyofprocessingtechniquesutilizedtosynthesizeMoSt2,mechanicalalloy…     

双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究

以元素粉末为起始粉末,采用双步球磨法(球磨+热处理+球磨)制备TiAl基纳米晶多相结构粉末(粉末成分为Ti-47Al(at%)、Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)).采用xRD、SEM、EDs、DTA、粒度分布仪对两种粉末颗粒在球磨和热处理过程中的特性进行了表征和分析.结果表明,采用双步球磨法制备的多相结构纳米晶粉末杂质含量低,粒度分布均匀,合金元素弥散分布.一步球磨6 h获得Ti/Al均匀复合结构及实现Ti(Al)部分固溶;700℃,2 h热处理获得Ti3Al、Ti、Al3Ti、TiAl相,Al相已经消失;二步球磨实现晶粒尺寸、颗粒尺寸进一步细化.     

反应机械合金化/退火制备Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体

以Fe2O3粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。研究表明,Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5 h后发生反应生成Al2 O3、Fe5 Si3、Fe3 Si、FeSi,球磨20 h后生成Al2 O3/Fe3 Si,球磨20 h的粉体在900℃条件下退火1 h的组成物相未发生变化,复合粉体颗粒呈球形,其尺寸为5μm左右,分布均匀,组成相Al2O3和Fe3Si的晶粒尺寸分别为26.6 nm和28.3 nm。     

高能球磨Si还原CuO的固态还原反应

通过对Ｓｉ和ＣｕＯ粉末进行高能球磨制备了Ｃｕ和ＳｉＯ２的复合材料。表明了一般条件下难以进行的固态还原反应，在高能球磨时可以发生；还原产物为纳米级的Ｃｕ和非晶的ＳｉＯ２，还原反应的进程有赖于高能球磨的条件；利用高能球磨可以直接制备纳米级氧化物金属复合材料     

机械合金化Nb-Cr粉末的热力学分析

在球、料质量比为13∶1的条件下对Nb-Cr二元粉末进行了高能球磨,研究了摩尔比为1∶2的Nb、Cr混合粉末的机械合金化（MA）过程,用X射线衍射（XRD）分析了球磨粉末的物相组成.结果表明,球磨20 h后粉末变化为先形成Nb（Cr）的过饱和固溶体,45 h后逐步形成非晶,进一步球磨,159 h后发生非晶的晶化.参考Miedema半经验模型理论,建立了Nb-Cr系MA过程的热力学模型.该模型的计算结果表明,Nb-Cr二元系具有形成非晶、固溶体和化合物的热力学驱动力.对摩尔比为1∶2的Nb、Cr混合粉末不同时间XRD结果进行了分析,发现与热力学计算结果吻合.