机械合金化非晶的研究现状

机械合金化是一种制取非晶合金的新方法。本文就机械合金化非晶转变机制、非晶合金系统、非晶形成区的实验测定和机械球磨工艺对非晶化过程的影响等问题对机械合金化非晶的研究现状作一简单综述。     

机械合金化制备钨基非晶合金的研究进展

机械合金化(MA)是一种固体粉末制备技术,可以合成非晶等多种非平衡相,是一种具有发展潜力的非晶合金制备技术。概述了MA工艺参数对钨基非晶合金的影响和MA形成的非晶类型,从热力学和动力学2个方面阐述了非晶形成的机理,并着重分析了不同混合焓钨基非晶体系的形成机制。     

机械合金化制备Fe-Co系非晶合金

在高纯氩气保护下采用高能球磨法对原子组成为Fe44Co44Zr3.5Nb3.5B4Cu1的混合粉末进行机械合金化(MA)实验,成功地制取了非晶合金粉末.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差热分析(DTA)对其进行测试,结果表明:Fe-Co系的混合粉末在MA过程中,通过原子之间的相互固溶、扩散可形成非晶态.此非晶合金的形成是晶粒细化、球磨过程中的缺陷、应力和致密堆垛结构等多种因素综合作用的结果,这与机械合金化的合成机理之一的扩散型机制相吻合.用非晶化的热力学条件判据和动力学条件判据对此合金进行计算,其结果也表明此合金已非晶化.     

机械合金化法制备Cu-Ti-Zr基非晶合金

采用机械合金化法成功制备Cu₄₀Ti_60-xZr_x(x=0,10,30,50)非晶合金.研究Cu-Ti-Zr合金粉末由晶态向非晶态转变过程中的组织结构变化,探讨非晶合金的形成机制,以及非晶合金的热稳定性和晶化产物.结果表明,非晶合金直接从初始元素得到,在反应过程中没有金属间化合物出现,非晶化过程可以由间隙扩散模型来解释.Cu₄₀Ti_xZr_y非晶粉末的DSC分析表明,随着Ti含量的降低和Zr含量的升高,非晶粉末的晶化温度T_x逐渐升高,对非晶粉末在相应的T_x温度附近退火15min后发现,Cu₄₀Ti₃₀Zr₃₀合金没有析出相,Cu₄₀Ti₁₀Zr₅₀析出了Zr₂Cu,Cu₄Ti和少量的一些未知相.     

Mg-Zn粉末机械合金化非晶转变

采用纯金属镁粉和锌粉为原料,通过机械合金化制取了Mg-Zn非晶合金粉末。借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射仪、能谱分析仪等手段研究了Mg_(50)Zn_(50)粉末的机械合金化非晶转变过程。本实验证明了镁基合金在负值混合焓较小的条件下,可以通过机械驱动力的作用而发生MA非晶反应,且非晶反应能力很强,Mg_(50)Zn_(50)在50h内完成了非晶转变。非晶反应可能与颗粒的变形细化过程有关,原子的界面扩散在非晶反应过程中起重要作用。     

机械合金化制备Zr50Cu40Ai10非晶合金粉末及其晶化研究

以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。     

机械合金化法制备NiCrAlCoY涂层的研究

采用高能球磨机在室温下于碳钢表面制得NiCrAlCoY涂层,利用SEM、EDS、XRD、显微硬度测试和高温氧化实验等方法分析涂层的显微形貌、组织结构、显微硬度及高温氧化性,并对机械合金化过程中基体表面形成涂层的机理作了初步探讨.研究结果表明,提高球磨转速有利于涂层厚度、显微硬度的增加和抗高温氧化性的提高;以400r/min球磨10 h时,碳钢表面形成界面结合良好且平均厚度为50μm的NiCrAlCoY涂层;合金涂层显微硬度HV0.1 最大达706,约为基体硬度的3倍;界面结合处的硬度呈梯度变化,对涂层起到良好的支撑作用,而涂层的存在显著提高了基体的抗高温氧化性能.     

自润滑TiN—MoS2复合涂层的制备和摩擦性能

由Ｔｉ（（ＣＨ３）２Ｎ）４／ＮＨ３／ＭｏＦ６／Ｈ２Ｓ气体混合物把ＴｉＮ和ＭｏＳ２分散相组成的复合涂层共沉积到石墨和Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金载体上。室温下空气中的摩擦系数处在０．０７～０．３范围内，６７３Ｋ时增大到０．７～１．０，而９７３Ｋ时则约为０．３。     

机械合金化制备Ni—Mo非晶合金的研究

本文采用机械合金化方法制备了ＮｉｘＭｏ１００－ｘ（Ｘ＝８０，７０，６２，５５，４０）合金，并采用Ｘ射线衍射研究了球磨过程中粉末结构的变化。结果表明，当Ｘ≥７０时得到了镍的固溶体，在Ｘ≤７０时得到了镍的固溶体，在Ｘ≤６２时得到了部分非晶合金。通过ＤＳＣ差热分析研究了Ｎｉ６２Ｍｏ３８部分非晶合金的晶化行为，并从理论上探讨了该合金体系形成完全非晶合金的可能性。     

机械合金化制备γ-TiAl+Ti2AlN纳米复合材料

研究了Ti₅₀Al₅₀混合粉末在氮气氛的机械合金化过程。球磨30h后Ti₅₀Al₅₀混合粉末已形成非晶合金;经适当的热处理,可原位形成纳米复合材料γ-TiAl+Ti₂AlN。     

机械合金化制备铜碳合金增强铜-石墨复合材料

通过机械合金化制备Cu-5 ％C合金粉,并采用粉末冶金工艺制备铜碳合金增强铜-石墨复合材料即Cu-(Cu-5％C)-C,研究了制粉工艺和Cu-5％C合金粉对该复合材料显微组织及物理性能的影响.结果表明:随着球磨时间的增加,合金粉中铜的晶格常数先增大后减小,衍射峰强度不断降低,半高宽逐渐增大;球磨40 h后合金粉中的石墨衍射峰消失,再经400℃退火3h则球磨产生的次生相Cu2O衍射峰消失,且石墨峰未复现.当石墨含量为4％,合金碳含量不超过1.5％时,Cu-(Cu-5 ％C)-C复合材料试样的电导率均达61％ IACS以上;当合金碳含量为1.0％时,复合材料的屈服强度显著提高;当合金碳含量达到1.5％时,复合材料中的合金相严重分解,其增强效果大为减弱.     

机械合金化制备Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层及其性能研究

通过机械合金化在室温下于304不锈钢表面成功制得Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层。通过相关实验分析了复合涂层的组织形貌、显微硬度及高温氧化性能。结果表明:随着球磨时间的增加,涂层厚度先增加后减小;当球磨时间为8h时,涂层最为致密,平均厚度约为200μm;当球磨时间为14h时,涂层部分剥落,涂层厚度减小。涂层的显微硬度明显高于基体,且从表层到基体呈梯度下降,最高显微硬度值达HV0.1525,为基体硬度的2倍多。Al-Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层的抗高温氧化性能良好。     

机械合金化制备金属难熔化合物

在介绍机械合金化特点的同时，重点研究和讨论了机械合金化制备金属难熔化合物的过程及机理，并认为机械合金化是制备难熔化合物及其材料的一种行之有效的方法。     

机械合金化制备Ni-Ti合金的概况及分析

综述了机械合金化制备Ni-Ti合金的机理、影响因素和晶化过程,可为机械合金化尤其是Ni-Ti合金化工艺参数的选择与优化提供参考.     

机械合金化制备Fe-Si-Al软磁合金的研究

采用机械合金化制备Fe85-Si9. 5-Al5. 5合金粉末, 利用金相仪、激光粒度分析仪、 SEM和XRD研究了球磨时间及烧结工艺对Fe-Si-Al合金断裂形貌、微观组织及力学性能的影响. 试验结果表明, 将球磨10 h的复合粉末冷压成形后, 烧结温度为1350 ℃, 保温2 h, 可获得综合性能最佳的Fe-Si-Al合金, 致密度达99.6%、抗弯强度为801 MPa, 硬度为65.68HRA.     

超音速火焰喷涂 Fe 基非晶耐磨涂层的组织与性能

采用超音速火焰喷涂 (HVOF) 在 304 不锈钢基体上制备了 FeSiBP 非晶涂层, 利用扫描电子显微镜、 X 射 线衍射仪、 维氏显微硬度计、 摩擦磨损试验机、 三维光学轮廓仪等设备对涂层的组织结构、 摩擦性能和磨损机制 进行了深入分析。 结果表明： 涂层大部分为非晶态, 非晶含量随着热量输入的增大呈先增加后减少的趋势。 当喷 涂参数为煤油流量 5.5 GPH, 氧气流量 2000 SCFH, 送粉器转速 4 RPM, 喷涂距离 360 mm 时, 涂层非晶含量可 达 83.8%, 硬度 857 HV0.2, 耐磨性是 304 不锈钢基体的 2.52 倍。     

机械合金化制备Mg-Fe超腐蚀合金

以纯Mg、Fe粉末为原料,用机械合金化法制备了Mg-10%Fe超腐蚀合金,用自制的测试装置对合金在NaCl溶液中腐蚀反应的放热、析氢进行测试分析;并用XRD、SEM及EDS对合金进行了成分及显微形貌研究。由于较好的冷焊合,球磨40 min的合金,最有利于形成快速腐蚀的原电池,该合金在NaCl溶液中腐蚀反应的放热、析氢量最大。