机械合金化及热处理过程中Ti33B67二元系统的结构演变

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及粉体粒度仪研究了Ti33B67元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变、球磨后粉体的颗粒形态与粒度分布以及热处理对粉体结构的影响,讨论了TiB2机械合金化合成机制。实验结果表明,机械合金化合成TiB2遵循逐渐扩散反应机制,过程如下：Ti B→Ti(B）纳米晶→Ti(B)非晶→TiB2纳米晶。球磨20h析出TiB2,球磨60h后完全转变为TiB2。TiB2粉体颗粒基本呈球形,具有比较宽的粒径分布,平均粒度d0.5为0．964μm。热处理导致TiB2粉体晶粒生长,晶粒尺寸增大,品格畸变程度降低,有序度提高。     

球磨工艺对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

以3Ti/Si/2C/0.2Al单质混合粉体为原料,采用机械合金化法制备Ti3SiC2材料.研究球磨工艺(球磨时间、球料比和球径大小、过程控制剂)对机械合金化合成Ti3SiC2影响.结果表明,机械合金化(球料比10:1,球径10 mm)单质混合粉体7 h后,原料粉体发生化学反应,生成了TiC和Ti3SiC2粉体和块体产物.球料比和球径大小对反应合成Ti3SiC2影响并不显著,但明显影响反应的孕育期.适当增大球径和球料比可明显缩短反应的孕育期,采用较大的磨球或过高的球料比会降低球磨效率,延长孕育期;添加过程控制剂(乙醇),不但会延长反应的孕育期,而且抑制反应合成Ti3SiC2.     

机械合金化制备Ti(Al,C)复合粉末组织结构研究

目的通过原位合成技术获得Ti(Al,C)复合粉末。方法在不同球磨时间条件下,采用机械合金化方法制备Ti(Al,C)复合粉末,其中Ti粉和Al粉的摩尔比为1:1。采用扫描电子显微镜(SEM)以及X-射线衍射仪(XRD)分析球磨后粉末的显微组织结构及物相,研究不同球磨时间对制备Ti(Al,C)复合粉末物相演变、组织结构及粒子间界面结合状态的影响。结果在球磨过程中,球磨时间越长,粉体的粒径越小,当球磨时间增长到一定程度时,延展性好的Al粉颗粒发生扁平化且其表面积不断增大,使得碎化后的Ti粉颗粒不断嵌入至Al粉颗粒中,最终形成Ti(Al)固溶体。同时根据XRD分析发现,随着球磨时间的延长,Ti(Al,C)复合粉末中的Al峰逐渐减小,说明Al不断固溶到Ti中,形成了一定量的Ti(Al)固溶体。结论通过机械球磨技术在球磨一定时间后可原位合成Ti(Al)固溶体,这说明随着Ti与Al之间的相互扩散,有利于形成Ti(Al)固溶体。     

机械合金化及热处理过程中Ti50C50二元系统的结构演变

使用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）研究了Ti50C50元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变以及热处理对粉体结构的影响,讨论了TiC机械合金化合成机制。研究结果表明,机械合金化合成TiC遵循逐渐扩散反应机制,反应首先形成纳米晶Ti（C）粉体,球磨10h析出TiC,随着球磨过程的进行,TiC的量逐渐增多,品格常数增加,晶粒尺寸降低。球磨80h后,粉体主要由纳米晶TiC构成,晶粒尺寸6nm,但仍有少量的Ti（C）剩余。热处理促进残余的Ti（C）转变成TiC,同时导致TiC粉体晶粒生长,晶粒尺寸增大,晶格畸变程度降低,有序度提高。     

机械合金化+烧结制备TiC/Ti3SiC2复合材料

以Ti、Si和C单质粉末为原料,采用机械合金化合成了TiC/Ti3SiC2混合粉体,并用放电等离子烧结球磨粉体制备了致密的TiC/Ti3SiC2陶瓷。结果表明,机械合金化可以合成由TiC和Ti3SiC2组成的混合粉体,同时还可以细化晶粒,促进烧结的致密化过程。在1200℃下,保温5min,加压30MPa,对机械合金化1h时的粉体进行放电等离子烧结可制备相对密度高达99.1%的TiC/Ti3SiC2复合陶瓷。     

机械合金化＋热处理制备高纯Ti3SiC2粉体

以3Ti/Si/2C/0.2Al粉体为原料,采用机械合金化和真空热处理的方法合成了高纯度的Ti3SiC2粉体,并分析了粉体颗粒的外观形貌.结果表明,对3Ti/Si/2C/0.2A1粉体机械合金化4 h,可以生成Ti3SiC2和TiC的混合粉体.采用真空碳管炉对机械合金化粉体产物进行热处理,可以显著提高粉体中Ti3SiC2含量.热处理温度对粉体Ti3SiC2含量有很大的影响,过高或过低都不利于提高粉体中Ti3SiC3含量.在1150℃保温2 h得到的粉体产物Ti3SiC2含量最高,达到97.1 v01%.热处理产物粉体颗粒比较细小,适合做复合材料的原料.     

机械合金化法制备Ti_(50)Ni_(15)Cu_(28)Sn_7非晶合金粉末

以一定比例配置Ti、Ni、Cu、Sn金属粉末,利用机械合金化方法在转速为300 r/min、球料比为12∶1的条件下制备Ti_(50)Ni_(15)Cu_(28)Sn_7非晶合金。采用XRD和SEM对不同球磨时间混合粉末的物相结构和形貌进行分析。并对合金粉末进行了DSC分析。结果表明:经过不同时间球磨之后,混合的金属粉末开始出现合金化及不同程度的非晶化。随着球磨时间的增加,粉末颗粒逐渐细化。球磨80 h后,合金粉末全部转变为非晶合金,且具有较高的热稳定性和非晶形成能力。     

机械活化Ti_(47)Ni_(47)Al_6粉末的烧结性能

采用机械活化和粉末冶金方法制备Ti47Ni47Al6合金,通过光学显微镜、配备能谱分析的扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度及抗弯强度测试手段研究机械活化对烧结合金显微组织和性能的影响。结果表明:随着球磨的进行,粉体中Ti和Ni的晶格常数增大,球磨20 h的Ti47Ni47Al6粉末形成了Ti-Ni-Al三元复合粉,但无新相形成。与球磨1 h粉末烧结制备的合金相比,球磨20 h的机械活化粉末烧结合金中Ti2Ni(Al)和Ni3Ti(Al)强化相数量、致密度、硬度及抗弯强度均增加。     

球磨工艺对原位合成Al2O3/TiAl复合材料性能的影响

采用不同的球磨时间和球料比,实现了Ti、Al、TiO2和Nb2O5粉末的机械合金化,并以其为原料采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Al2O/TiAl复合材料.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等对球磨后粉末的形貌、大小、相组成以及其烧结后复合材料的组织进行了观察分析.结果 表明:球磨时间和球料比对粉体的形貌、尺寸和均匀度均存在影响,但延长球磨时间有利于粉体的机械合金化,而球料比对合金化程度影响较小.将球料比5∶1,球磨6h后的粉体在1000℃、40 MPa真空环境下烧结10 min,制备了Al2O3/TiAl复合材料,其显微组织主要由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al3Nb,以及分布在基体晶界处的Al2O3组成,压缩强度为1476 MPa,硬度为490 HV.     

(Mg_(58)Al_(42))_(0.9)Ni_(0.1)储氢合金的制备及其电化学性能

采用机械合金化制备(Mg_(58)Al_(42))_(0.9)Ni_(0.1)储氢合金,研究其在不同球磨时间下的电化学性能以及添加Ni对其电化学性能的影响.结果表明:合金粉末经球磨后产生Mg_(17)Al_(12)新相,Ni未溶入其它相中;合金的放电容量随球磨时间延长先增加而后又降低,其中球磨20 h的合金放电容量最大,为345.8 mA·h/g;合金的腐蚀速度随球磨时间延长先减慢而后加快, 其中球磨10 h的合金腐蚀电流密度最低,为14.85μA/cm~2,且腐蚀速度最慢;合金的动电位极化曲线出现钝化现象,钝化区间较宽;交流阻抗谱由单容抗弧组成,没有出现扩散尾,腐蚀过程受电化学反应控制;添加Ni后,合金放电容量增大,腐蚀速度减慢.     

高纯度Ti3SiC2粉体的制备及真空热处理

以3Ti/S i/2C/0.2A l粉体为原料通过机械合金化制备了Ti3S iC2粉体,用X射线衍射仪和扫描电镜对机械合金化粉体和热处理粉体进行相分析和颗粒形貌观察,研究了真空热处理温度对机械合金化制备Ti3S iC2粉体纯度的影响。结果表明,3Ti/S i/2C粉体球磨10 h可获得由TiC、Ti3S iC2、TiS i2组成的混合粉体,粉体中的Ti3S iC2含量最高可达到83wt%。在热处理温度为700~1000℃内Ti3S iC2粉末粉体含量随温度的提高而增加,当热处理温度为1000℃时,其含量可达到98wt%以上。     

基于机械合金化法制备（Ti，W）C—Ni金属陶瓷的组织与性能

以Ti、W、C的元素粉末为原料,通过机械合金化法制备了（Ti,W）C固溶体粉末,结果表明：目标成分为（Ti0.95,W0.05）C、（Ti0.9,W0.1）C和（Ti0.85,W0.15）C的混合粉末经高能球磨后有（Ti,W）C固溶体生成,目标成分为（Ti0.8,W0.2）C的混合粉末经球磨后没有反应发生,X射线衍射图仍然为各组分的单质峰。将经8h球磨得到的目标成分为（Ti0.95,W0.05）C和（Ti0.09,W0.1）C的固溶体粉末与20wt％的Ni粉进行混和,压制成型后在1450℃下烧结1h,得到的金属陶瓷的硬度和抗弯强度分别为88HRA,1636MPa和88．7HRA,1693MPa。两种成分的金属陶瓷的显微组织中均含有“白芯-灰环”结构、“黑芯-灰环”结构以及无芯-环结构的陶瓷晶粒。与钨含量较低的样品相比,钨含量较高的样品的晶粒尺寸以及“黑芯-灰环”结构中黑色芯相的尺寸较小,同时具有无芯结构和“白芯-灰环”结构的晶粒数目较多。     

球磨时间对粉末冶金制备Ti35Nb2.5Sn/10HA生物复合材料微观组织的影响(英文)

采用高能机械球磨和脉冲电流活化烧结方法制备了一种新型的β-钛合金基体的Ti35Nb2.5Sn/10HA生物复合材料。研究了机械球磨不同时间的Ti35Nb2.5Sn10HA粉体以及烧结样品的微观组织。结果表明:经机械球磨8h后,粉体中的α-钛开始向β-钛转化。当球磨时间达到12h时,球磨粉体中的α-钛相完全转化为β-钛相,而且得到超细尺寸的复合粉体。用球磨12h的粉末烧结制备的复合材料具有超细晶粒结构,烧结得到的复合材料的硬度和相对密度都随着球磨时间的延长而增加。     

Parametric optimization of Ti–Ni powder mixtures produced by mechanical alloying

In this study, a set of Ti–50 at.% Ni elemental powder mixtures were processed through mechanical alloying (MA). The objectives were to induce during MA the formation of a lamellar microstructure and to apply a design of experiments, based on the Taguchi method, to optimize the MA parameters. Enthalpy measurements associated to the high temperature reaction between Ni and Ti powders were used to evaluate the effect of the MA parameters. It is known that different ball-impact energies lead to different reaction pathways. The results indicate that milling time affects significantly (74% contribution) the enthalpy of the high temperature reaction while the milling speed has a lower effect (25% contribution). Moreover, whatever the milling conditions, the powder was a mixture of both crystalline phases and an amorphous phase. Their microstructure was composed of a multilayer of alternating Ni and Ti that in some cases was constituted by nanolayers. The oxygen and nitrogen contents of the milled powders ranged between 0.29 and 0.79 wt%, and 0.15 and 0.90 wt%, respectively.     

机械球磨Ti_(50)Al_(50)复合粉的压制特性

研究了机械球磨Ti50 Al50 复合粉的组织与压制特性。结果表明 ,球磨导致粉末硬度增加 ,压制特性变差 ,这是由于球磨使层片结构细化 ,Ti和Al组元晶体缺陷增加和晶粒细化造成的 ;但球磨 3h形成纳米晶复合粉后 ,尤其是在球磨 7.5h开始发生非晶转变后 ,进一步球磨 ,粉末压制特性变化并不明显     

机械合金化制备含氮ODS奥氏体不锈钢粉末

以纯金属粉末Fe、Cr、Ni、W、Ti和纳米Y2O3为原料(成分配比为Fe-18Cr-8Ni-2W-1Ti-0.35Y2O3),通过在氮气氛围下高能球磨的方式实现混合粉末的合金化。在球磨时间不变的情况下,改变氮气压力,获得含氮量不同的合金钢粉末。研究了氮含量对粉末形貌、粒度、粉末相组成、晶格畸变程度以及合金化效果的影响。球磨后的粉末在900和1100℃下退火,研究了退火温度及含氮量对退火后粉末相组成的影响。     

粉末冶金碳化物强化铌合金组织演变及其力学行为

采用机械球磨与热压烧结相结合的粉末冶金法对不同球磨时间Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金的粉末变形行为,微观组织结构和力学行为进行研究。结果表明:随着球磨时间的增加,Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C复合粉末中的块状金属颗粒首先变形为片状后在碰撞挤压作用下破碎成絮状,TiC粉末均匀的分布于片状金属粉末表面;Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金由Nbss和(Nb,Ti)C两相构成,各合金碳化物体积分数均为11%左右,Ti元素主要分布于Nbss晶界和碳化物内,Al、Cr、V元素主要分布于Nbss晶粒内,Nbss和(Nb,Ti)C相尺寸均随球磨时间增加而尺寸减小;Nbss晶粒细化及强化相碳化物弥散化导致合金的室温压缩力学性能和塑性变形能力显著提高,压缩变形后合金Nbss与碳化物具有良好的界面结合能力,但是碳化物内部存在明显的近似平行分布的裂纹;数据对比表明,粉末冶金法制备Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V-5C合金的力学性能优于电弧熔炼法。     

Characterization and sinterability of oxide-dispersion strengthened nickel powder produced by mechanical alloying

Among the main requirements for the Ni/8% yttria stabilized zirconia (Ni/8YSZ) material, currently used for manufacturing solid oxide fuel cell (SOFC) anodes, fine homogeneous microstructure, considerable structural and mechanical stability, and sufficient gas permeability are of primary concern. In the present investigation, oxide-dispersion strengthened composite Ni powders containing 2, 5, and 10 vol.% 8YSZ were produced by mechanical alloying (MA) in air using a planetary milling machine and ZrO₂ milling media. The progress of the MA process was followed by particle size analysis, optical metallography, and x-ray diffraction (XRD) techniques. Results showed that dispersion of the oxide particles and structural refinement reached a significant point after milling for 180 h. The crystallite size and lattice distortion showed considerable dependence on the processing parameters. The mechanically alloyed powders were sintered at 1100° to 1350 °C. The mechanically alloyed powder containing 10 vol.% 8YSZ exhibited maximum densification. The minimum sintered density was observed for the composite powder containing 2 vol.% 8YSZ.     

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…