HDDR处理的不同钐含量Sm2Fe17型合金及氮化物的研究

通过采用电弧炉冶炼、HDDR及氮化的方法,对Sm2Fe17型合金及其氮化物的组织形貌、物相及磁性能进行研究发现,多补偿添加25%钐可使Sm2Fe17型合金退火后的α-Fe含量小于2%.HDDR后的粉末颗粒表面由蜂窝状孔洞、密堆积小颗粒及弥散细小颗粒组成.不同次数HDDR循环处理后的主相均表现为与退火后相同的Sm2Fe17结构及易面磁化.HDDR后α-Fe的含量增加,单胞体积膨胀△V/V0.35%.氮化后Sm2Fe17晶格膨胀形成Sm2Fe17Nx主相,α-Fe相膨胀小,氮化增加α-Fe含量,多补偿Sm和延长氮化时间对减少α-Fe含量有利.随着氮化时间的延长,粉末中的氮含量增加,而且细粉氮化速度快,其中Sm12.8Fe87.2细粉氮化速度最快.补偿足够的钐可提高磁性能,从提高矫顽力角度看,多添加25%Sm与40%Sm效果相当,但从提高剩磁角度看,多添加钐到40%更好.     

液氮球磨Al-Zn-Mg-Cu合金纳米晶粉末的室温稳定性研究

用液氮球磨技术制备了纳米晶Al-10.0%Zn-3.0%Mg-1.8%Cu(质量分数)合金粉末.用X射线衍射、透射电子显微镜,以及差示扫描量热分析等方法对液氮球磨后粉末在室温条件下纳米晶粒组织的稳定性进行了研究.结果表明,Al-Zn-Mg-Cu合金球磨粉末平均晶粒尺寸34 nm.但是晶粒组织并非都是完全均匀细化的大角度纳米晶粒,主要是由较大的亚微米大角度晶粒和十几纳米的亚晶组成.该球磨粉末在室温下放置2年后,原来存在的细小亚晶消失,而亚微米级的大角度晶粒得到了保持.材料中亚晶的不稳定和大角度晶粒相对稳定的原因,是材料在球磨过程中引入的大量微观应变与氮、氧化物粒子在晶界的Zener钉扎的综合作用的结果.     

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．     

添加Nb元素对Sm2Fe17合金微结构的影响

通过氢化-歧化-脱氢-重组法制备Sm2(Fe，M)17(M=Nb)合金，探讨了添加合金元素Nb对Sm2Fe17合金的微结构的影响。通过扫描电子显微镜和能谱仪、X射线衍射仪等分析手段对Sm2(Fe，M)17(M=Nb)进行测试和分析表明：添加微量的Nb元素可以有效的改善Sm-Fe合金铸态组织的显微结构。     

液氮球磨5083合金和B4C/5083复合材料的拉伸性能

利用液氮球磨法制备了5083铝合金和B4C/5083复合材料,对该材料的微观结构和拉伸性能进行了研究.结果表明,液氮球磨5083合金和商业用5083、5083-H343材料相比,屈服强度分别提高了193%和35%;抗拉强度分别提高了72%和37%.加入增强相B4C后,B4C/5083复合材料的屈服强度和抗拉强度比5083合金提高,而伸长率降低,其原因是加载过程中载荷在基体和增强相间传递和高硬度的B4C所致.     

Sm－Fe－N合金中相的显微分析

应用电子探针、扫描电镜、Ｘ射线衍射等现代分析技术研究Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ合金中各相的组成、结构、以及氮化过程中的相变。发现离子氮化后，磁性相Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）Ｎ_ｘ转变为非晶态，并且部分分解为ＳｍＦｅ_３Ｎ_ｘ和α－Ｆｅ相．     

Sm12.7Fe86.3Nb1合金的氢处理

Sm12.7Fe86.3Nb1合金在不同温度下氢爆(HD)及氢化-歧化-解吸-再复合(HDDR)处理时,100℃时可氢化形成Sm2(Fe,Nb)17Hy,随着温度升高氢化速度加快,到400℃时单胞体积最大膨胀了3.38%.超过500℃时Sm2(Fe,Nb)17Hy H2→SmHy α-Fe(Nb)发生歧化,直到900℃仍旧存在,故氢爆温度应低于500℃.解吸与再复合过程在超过700℃时可能以SmHy α-Fe(Nb)→Sm2(Fe,Nb)17 H2方式进行.在连续的HDDR处理过程中,吸氢-歧化在升温(400℃/h)的过程中即已完成,而解吸-再复合在保温时与歧化阶段达到平衡,即SmHy α-Fe(Nb)←→Sm2(Fe,Nb)17 H2,抽真空是使该反应向右进行的主要驱动力.在HDDR过程中破坏试样的原颗粒尺寸会残留较多的软磁α-Fe相而恶化氮化后的磁性能,HDDR后残留的α-Fe相含量均高于退火态的残留量,2次循环后磁粉的矫顽力较高.HDDR使粉末颗粒表面产生裂纹,再复合后的Sm2(Fe,Nb)17颗粒细小均匀,尺寸分布在几十纳米到300 nm之间.     

Zr对钐铁合金微结构和相组成的影响

研究了添加0．5at％和1．0at％Zr对钐铁合金微结构和相组成的影响。添加和不添加Zr的Sm-Fe合金相比，发现添加1．0at％Zr可以基本消除铸态组织中的α-Fe，并且能同时减少富钐相。多添加18at％Sm的Sm-Fe合金退火后，仍残留少量的α-Fe，而添加1．0at％Zr的Sm-Fe-Zr合金退火后主相Sm2Fe17以及α-Fe的量没有明显的变化，因此有可能避免过长的均匀化退火过程。     

Ni对高能球磨Mg-Ni合金组织和电化学性能的影响

利用高能球磨工艺制备了不同Ni含量的Mg-Ni合金，采用X射线衍射分析，研究了随Ni含量变化以及球磨时间不同合金组织演变过程，并对其电化学放电容量进行了测试分析。结果表明，随着Ni含量由Mg2Ni，Mg1．5Ni到MgNi的增加，高能球磨Mg—Ni合金体系经历纳米晶Mg2Ni向非晶MgNi过渡并最终形成纳米晶MgNi合金的转变过程。不同组织状态的Mg-Ni合金其电化学容量有较大的差异。随着Ni含量提高，纳米晶MgNi合金增加，在有纳米晶Ni的存在下，Mg-Ni合金的放电容量可高达500mAh／g。延长球磨时间，获得几乎完全纳米晶的MgNi合金组织，由于没有纳米晶Ni的催化作用，导致合金放电容量下降。     

添加W元素对Sm-Fe合金相组成及微观结构的影响

使用XRD,SEM,金相显微镜等手段研究了添加W元素对Sm-Fe合金相组成及微观结构的影响.结果表明:W元素的添加改善了Sm-Fe铸态合金的微观结构,有效地抑制了α-Fe的生成和长大,减少了铸锭中的富Sm相和α-Fe相等杂相含量,Sm-Fe-W合金均匀化热处理4 h即可达到未加W元素的Sm-Fe合金均匀化热处理16 h相同的效果.     

低温球磨制备块体纳米晶7050铝合金的组织和性能研究

采用低温球磨、热等静压和挤压等工艺制备了块体纳米晶7050铝合金。分别利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对制备铝合金的微观组织和断口形貌进行了观察,并对该铝合金的化学成分、密度、硬度和拉伸性能进行了测定。结果表明,制备的块体纳米晶7050铝合金的平均晶粒尺寸为100~200 nm,密度为2.76 g/cm3,HV显微硬度为1184 MPa。抗拉强度和延伸率分别为412 MPa和5.2%。经时效处理后,材料的拉伸性能虽有所提高,但仍低于传统7050铝合金。分析认为,由于雾化参数和球磨参数的选取欠合理,导致了薄片状粉体的产生。而薄片状的形貌又使得粉体不能有效充填包套,最终得到的块体材料致密度低,内部缺陷较多。这些缺陷使得块体材料内部的晶粒(或颗粒)之间形成弱界面连接,降低了材料的拉伸性能。     

低温球磨制备纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉末的热稳定性研究

利用液氮球磨技术制备了纳米晶Al-10Zn-3Mg-1．8Cu（wt％）合金粉体材料。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和差热分析仪（DSC）对材料在制备过程中的固态相变、晶粒尺寸和热稳定性进行了分析。结果表明，液氮球磨10h后Al—10Zn-3Mg-1．8Cu粉末晶粒达到45nm，微观应变随着球磨的进行逐渐增大。球磨过程中MgZn2和CuAl2相逐渐消失，合金元素超饱和固溶于α—Al之中。球磨粉末热处理过程中发生了回复和再结晶。球磨产生的大量微观应变和热处理时第二相的脱溶都降低了回复激活能，使回复温度下降。包括晶粒的长大、聚集位错的减少、孪晶、点缺陷和非平衡晶界等因素导致回复放热量增加。粉末晶粒的细化、细小Al2O3粒子的生成和第二相的脱溶析出则抑制了再结晶过程，使再结晶温度升高。纳米晶粒在436℃（0．77Tm）发生异常长大，合金粉末经过球磨后具备了较高的热稳定性。     

放电等离子高压烧结Sm2Fe17Nx磁体的磁性能和微结构

采用放电等离子烧结技术在1 GPa的高压下制备了Sm2Fe17Nx烧结磁体,并对烧结磁体的微观结构和磁性能进行了分析测试.结果表明,随烧结温度的升高,磁体的致密度显著提高,但Sm:Fe17Nx分解成SmN、a-Fe和N2的程度加剧,造成磁体的矫顽力明显下降.对其分解机制分析发现,其分解过程是一个"易形核、难长大"的过程,分解产物为弥散、细小分布的微晶和非晶的SmN和a-Fe核心.     

激光立体成形Ti2A1Nb基合金组织演化

利用SEM、XRD和TEM研究了激光立体成形(LSF,lasersolid forming)Ti2A1Nb基合金的组织演化规律。结果表明:激光立体成形Ti2A1Nb基合金沉积态组织由B2/β0相(ordered-bcc)和O相(orthorhombic)组成。沉积态的相组成及微观结构从成形试样顶部→中部→底部呈现从B2/β0固溶体→B2/β0+O魏氏体→B2/β0固溶体的变化,进而使得激光沉积态Ti2A1Nb基合金中间部位的显微硬度值最大,顶部与底部相当。合金显微硬度随激光功率的增大而增大。     

热喷涂制备Fe基非晶合金涂层的研究进展

从非晶形成理论、热喷涂制备Fe基非晶涂层两个方面对热喷涂制备Fe基合金涂层研究进行了综述,并对热喷涂制备该涂层未来的发展进行了展望.     

铜基大块非晶合金的临界冷速与组织形貌变化

制备了具有良好玻璃形成能力的Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6大块非晶合金，其临界直径达到5mm，临界冷却速率约为126．8K／s。采用Jackson-Hunt公式计算了晶化组织形成的冷却速率。当冷却速率在10K／s-120K／s时，晶化组织则出现亚稳初生相与共晶共存的形态。当冷却速率低于10K／s时，亚稳初生相的析出将被逐渐抑制，使得共晶生长方式发生改变。