高能球磨法制备纳米镍体材料的研究

主要研究了以纯镍粉（99.99％）为原料，采用高能球磨法制备纳米镍体材料。球磨得到的试样的平均晶粒尺寸在20.8～26.5nm；不同球料比的试样的显微硬度均存在一个相同的规律，即随着球磨时间的延长，显微硬度呈现出周期性硬化、软化趋势，且随着球磨的继续进行将最终趋于一个稳定值状态；平均显微硬度与晶粒尺寸之间也符合正Hall-Petch关系。     

高压下纳米La_(0.8)Sr(0.2)MnO_3块状材料的成型及性能研究

在高压条件下制备出了晶粒尺寸为30nm左右的La0.8Sr0.2MnO3块状材料.采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对高压样品的相组成、晶粒尺寸及微观形貌进行了表征;利用显微拉曼光谱仪测量了不同压力下制备出的块状样品在激光功率为400mW时位于100～3000cm-1之内的拉曼光谱.结果表明,高压烧结时样品的晶粒演化受温度和压力的共同影响:300℃以下时,1～3GPa烧结的样品晶粒生长速度随压力的升高而增大,4～5GPa烧结的样品其晶粒生长速度随压力的升高而减小;300℃以上时,其晶粒生长速度随压力和温度的升高而不断增大.测量了高压烧结后纳米La0.8Sr0.2MnO3块状材料的各种物理性能,结果表明,高压烧结后该材料的显微硬度显著提高;当烧结温度为300℃时,不同压力下制得的样品的电阻率随压力的升高呈先减小后增大的趋势;5GPa,300℃时制出的样品在室温下呈典型的铁磁性能.     

工艺参数对块体纳米晶Fe3Al材料组织和性能的影响

通过铝热反应熔化方法分别在不同的引燃剂量,混料时间及成型压力下制备了块体纳米晶Fe3Al材料,通过XRD研究了材料的晶粒尺寸,并研究了材料的室温压缩性能和硬度.结果表明: 随着引燃剂量的增加,晶粒尺寸先略降低后增加,屈服强度随之先略增加后减小,硬度逐渐减小;混料时间对材料的平均晶粒尺寸和力学性能的影响作用不大;随着成型压力的增加,材料的平均晶粒尺寸基本稳定,材料的屈服强度和硬度有所提高.     

金属Cu纳米晶体的显微硬度及微结构研究

为了研究自悬浮-模压法制备的纳米金属晶体材料的有关性能及微观结构特征,采用自悬浮定向流技术制备出纳米Cu粉,经过常温模压得到金属Cu纳米晶体材料,测试了样品的室温显微硬度,并探讨了不同的压制工艺对金属Cu纳米晶体材料显微硬度的影响;利用X射线衍射谱和正电子湮没技术分别分析了纳米Cu晶体的平均晶粒尺寸和其内部的孔隙状态.研究结果表明:金属Cu纳米晶体的平均晶粒尺寸为25 nm,显微硬度随压制工艺而变化,达1.55～1.90GPa,为粗晶Cu的3～4倍;材料内部缺陷大部分为单空位和空位簇,微孔隙的数量很少.     

尺度可控纳米晶硅粉的液氮低温球磨制备及其光致发光性能研究

本文以市售高纯硅粉作为原料,采用液氮低温球磨方法,制备高纯、晶粒尺寸可控、表面钝化的纳米晶硅粉.重点研究球磨工艺(球磨时间、球磨转速)对纳米晶硅粉晶粒尺寸、物相、微观结构的影响,液氮低温球磨法对纳米晶硅粉的表面钝化,并测试制得的纳米晶硅粉的光致发光性能.结果表明:通过液氮低温球磨可制得物相单一、晶粒尺寸均匀可控、表面氮钝化的纳米品硅粉;同时,光致发光性能结果表明随着纳米晶硅粉晶粒尺寸的降低,其光致发光谱明显蓝移,峰值从605nm移至590hm,且峰强显著增强.     

冷喷涂制备cBN-NiCrAl金属陶瓷涂层EI北大核心

采用机械合金化制备40vol%cBN-NiCrAl金属陶瓷复合结构粉末,采用冷喷涂制备了40%cBN-NiCrAl(体积分数)金属陶瓷复合结构涂层。研究了机械合金化过程对粉末的相组成、晶粒尺寸以及显微组织的影响。采用扫描电子显微镜和X射线衍射分别表征不同球磨时间下粉末以及冷喷涂涂层的显微组织和相结构。采用Scherrer公式估算不同球磨时间下粉末以及冷喷涂涂层中合金基体相的晶粒尺寸。结果表明,40vol%cBN-NiCrAl金属陶瓷粉末球磨40h后,基体的平均晶粒尺寸达到~50nm;复合结构涂层组织致密,硬质颗粒在合金基体中分布均匀。喷涂过程中,粉末相结构未发生变化,晶粒尺寸也未发生明显的长大。测试表明涂层的显微硬度约为1170HV0.3。     

Mg2Ni纳米晶储氢材料的机械合金化制备工艺研究

利用机械合金化方法制备了Mg2Ni纳米晶粉末,根据不同球磨参数下样品的X射线衍射结果,分析了球磨过程中相组成、粉末晶粒度等的变化,研究了球磨时间、球磨转速、过程控制剂等工艺条件对粉末晶粒度、机械合金化程度的影响.结果表明:在较高的转速下进行循环变速运行并加入合适的过程控制剂可以使生成Mg2Ni的时间提前,完全合金化的过程缩短,得到的Mg2Ni晶粒度为10nm左右.对Mg2Ni纳米晶粉末进行了初步的贮氢性能研究,结果表明:机械合金化制备的样品在室温下即可吸氢,贮氢性能较之传统材料有较大改善.     

金刚石工具用电沉积纳米镍层的制备及性能

为了提高电镀金刚石工具的质量,采用脉冲电沉积纳米镍作为其胎体材料.在对其显微结构、晶粒尺寸、显微硬度及抗拉强度的测试基础上,确定了制备工具合适的电镀工艺参数.结果表明,在恒定脉冲模式下(脉冲导通时间2 ms,脉冲断开时间45 ms),镀层晶粒尺寸随电流密度的上升而明显下降,硬度与强度则显著上升,当电流密度超过8 A/dm2时,抗拉强度开始急剧下降而硬度保持6 kN/mm2 的高位基本不变,当超过12 A/dm2 时,硬度也开始下降.同时得到最大硬度与强度时材料的晶粒尺寸大约为20 nm,由其制出的工具切割使用寿命比普通Ni-Co胎体材料工具高20.2%.     

放电等离子烧结Ti-Al系金属间化合物

用机械合金化法(MA)制备了Ti-45% Al纳米晶合金粉末,并对其进行放电等离子烧结(SPS),烧结时间仅为5min.用D-maxIIA型X射线衍射仪、JEM-2000EX型透射电子显微镜对粉末和烧结块体的微观组织及机械性能进行了研究.研究表明:Ti和Al的粉末随着球磨时间的延长,粉末有明显的细化趋势,球磨5h即有非晶产生,球磨20h后得到接近完全非晶相;采用SPS烧结技术,在1200℃下能够制备出较高硬度的TiAl金属间化合物块体材料.     

氮流量对采用独立钛靶制备的(Ti,Al)N薄膜结构与性能的影响

采用直流反应磁控溅射系统,选择独立Ti靶在3003AlMn合金表面在不同氮流量下制备(Ti,Al)N薄膜,采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、极化曲线试验、磨损试验、薄膜厚度和显微硬度试验等手段表征了薄膜的沉积速率、化学成分、微结构和力学性能。结果表明,以独立Ti靶在铝衬底表面可以直接生成晶粒尺寸细小与基底结合良好的(Ti,Al)N薄膜,同时可以增加铝合金的表面硬度,提高表面耐蚀性能及表面光泽度。氮流量对(Ti,Al)N薄膜影响显著,氮流量为7cm3/min时制备的(Ti,Al)N薄膜晶粒最细小、致密,小尺寸纳米化的晶粒对提高3003AlMn合金耐磨损性和耐蚀性最佳,但沉积速率低,硬度增幅小。