掺杂复合稀土氧化物对W-20Cu复合材料组织与性能的影响（英文）

以偏钨酸铵和硝酸铜为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含有0%～0.8%(质量分数)稀土氧化物(Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9),SDC)的W-20Cu复合粉体,所制备的复合粉体经压制成形、1250℃烧结2 h后获得SDC/W-20Cu复合材料烧结体。对所制备复合粉体进行物相、形貌的表征;研究稀土氧化物的添加对SDC/W-20Cu烧结体的密度、组织结构和物理力学性能的影响。结果表明:所制备的W-Cu复合粉体平均粒度为100～200 nm;同时,SDC的添加对烧结体的密度和电导率会有轻微的影响,但能够抑制晶粒的长大并明显改善烧结体的力学性能。经1250℃烧结后,SDC/W-20Cu烧结体的相对密度均高于97%;当SDC的添加量为0.6%时,具有最大的抗弯强度和显微硬度HV,分别是1128 MPa和3180 MPa;此外,在室温和600℃的测试条件下,其最大的抗拉强度分别可以达到580和258 MPa。     

复合稀土氧化物掺杂W-20Cu复合材料的制备及组织性能研究

以偏钨酸铵和硝酸铜为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含有0~0.8wt.%稀土氧化物( Ce_0.8Sm_0.2O_1.9, SDC)的W-20Cu复合粉体,所制备的复合粉体经压制成型、1250°C烧结2h后获得SDC/W-20Cu复合材料烧结体。对所制备复合粉体进行物相、形貌的表征;研究稀土氧化物的添加对SDC/W-20Cu烧结体的密度、组织结构和物理力学性能的影响。实验结果表明：所制备的W-Cu复合粉体平均粒度为100~200nm;同时,SDC的添加对烧结体的密度和电导率会有轻微的影响,但能够抑制晶粒的长大并明显改善烧结体的力学性能。经1250°C烧结后,SDC/W-20Cu烧结体的相对密度均高于97%;当SDC的添加量为0.6%时,具有最大的抗弯强度和显微硬度,分别是1128MPa和258HV;此外,在室温和600°C的测试条件下,其最大的抗拉强度可以达到580MPa和258MPa。     

烧结温度对ZrC-Y_2O_3复合增强细晶钨组织与性能的影响

采用湿化学法制备W-3%ZrC-0.3%Y_2O_3(质量分数)材料,研究该材料在1800~1920℃的烧结致密化行为,通过与W-3ZrC材料及纯钨材料烧结态力学性能和显微组织的对比研究,分析复合添加ZrC和Y_2O_3对钨材料强韧化的作用和意义。结果表明:W-ZrC-Y_2O_3材料的致密度和抗拉强度均呈现出随烧结温度升高先增加后降低的趋势,其相对密度和抗拉强度均在1860℃达到最大值,分别为97.8%、446 MPa;添加第二相粒子能有效细化钨材料的晶粒,Y_2O_3/ZrC复合添加较单一ZrC能更有效细化钨晶粒,晶粒由W-3ZrC的10μm降低至5~8μm。复合强化相粒子改变了断裂过程中裂纹扩展的形状和长度,起到强化和韧化作用。     

机械合金化对W-20Cu复合材料的显微组织与性能的影响

采用机械合金化结合粉末冶金技术制备W-20Cu(vol%)复合材料.利用扫描电镜和金相显微镜对不同球磨时间的W-20Cu复合材料显微组织进行表征,并对材料的各项物理性能进行测试.结果表明,随着球磨时间的延长,W-20Cu烧结体的组织越来越均匀,Cu相分布也越来越均匀.W-20Cu烧结体密度、收缩率、硬度、抗弯强度随球磨时间的延长而增大;球磨20h的W-20Cu复合粉烧结体热导率达到峰值(130.61 Wm-1K-1),继续球磨,热导率减小.综合考虑所有研究结果,通过机械合金化所制备的W-Cu复合粉体可以获得具有优异综合物理性能的W-20Cu复合材料.     

机械合金化对W-20Cu复合材料的显微组织与性能的影响

采用机械合金化结合粉末冶金技术制备W-20Cu（vo1％）复合材料。利用扫描电镜和金相显微镜对不同球磨时间的W-20Cu复合材料显微组织进行表征，并对材料的各项物理性能进行测试。结果表明，随着球磨时间的延长，W-20Cu烧结体的组织越来越均匀，Cu相分布也越来越均匀。W-20Cu烧结体密度、收缩率、硬度、抗弯强度随球磨时间的延长而增大；球磨20h的W-20Cu复合粉烧结体热导率达到峰值（130．61Wm^-1K^-1），继续球磨，热导率减小。综合考虑所有研究结果，通过机械合金化所制备的W-Cu复合粉体可以获得具有优异综合物理性能的W-20Cu复合材料。     

纳米W-Cu粉末的均相沉淀法制备及其烧结性能

采用湿化学工艺--蒸氨均相沉淀法,制备了纳米CuWO4·2H2O/Cu2WO4(OH)2均相沉淀物,然后煅烧、还原,得到含Cu 30%的W-Cu复合粉.将该复合粉压坯在H2气氛中于不同温度下烧结后,对烧结体的微结构和物理、力学性能等进行了测试分析.实验结果表明:蒸氨均相沉淀法制备的W-Cu复合粉体具有纳米粒度和均匀的化学组成,其烧结活性高,在较低温度下烧结即可达很高的致密化程度.由上述W-Cu粉体所制备的烧结体具有良好的物理、力学性能.     

热压烧结法制备W-Cu/AlN复合材料的组织与性能研究（英文）

采用高能球磨技术制备W-30%Cu(质量分数)纳米晶粉体,再通过球磨混粉的方法添加不同质量分数的纳米AlN颗粒,然后采用热压烧结法得到W-30Cu/x%AlN复合材料。研究并比较了纳米AlN的加入对材料组织结构、物理以及力学性能的影响。结果表明,W-30Cu/x%AlN复合材料都有较致密和均匀的组织结构,AlN的添加,细化了烧结体中W颗粒;纳米AlN颗粒的添加提高了复合材料的硬度,但是随着AlN纳米颗粒含量的增加,基体晶界上的增强相颗粒分布过多,而使材料的抗弯强度有所下降;少量纳米AlN颗粒(≤1%)的添加有利于W-Cu复合材料的热导率提高,随AlN添加量的增加,复合材料的电阻率升高,电导率下降。     

Structure and Properties of W-Cu/AlN Composites Prepared via a Hot Press-Sintering Method

采用高能球磨技术制备W-30%Cu（质量分数）纳米晶粉体,再通过球磨混粉的方法添加不同质量分数的纳米AlN颗粒,然后采用热压烧结法得到W-30Cu/x%AlN复合材料。研究并比较了纳米AIN的加入对材料组织结构、物理以及力学性能的影响。结果表明,W-30Cu/x%AlN复合材料都有较致密和均匀的组织结构,AlN的添加,细化了烧结体中W颗粒;纳米AlN颗粒的添加提高了复合材料的硬度,但是随着A1N纳米颗粒含量的增加,基体晶界上的增强相颗粒分布过多,而使材料的抗弯强度有所下降;少量纳米AlN颗粒(≤1%)的添加有利于W-Cu复合材料的热导率提高,随AIN添加量的增加,复合材料的电阻率升高,电导率下降。     

工艺参数对Nd:YAG烧结致密化的影响

以高纯Y_2O_3、Al_2O_3和Nd_2O_3粉体为原料,少量纳米SiO_2为烧结助剂,采用真空烧结方法制备致密的Nd:Y_2Al_5O_(12)(Nd:YAG)陶瓷,并研究球磨处理原料粉体、Y_2O_3原料颗粒度和烧结气氛对Nd:YAG烧结致密化的影响.结果表明,机械合金化氧化物混合粉体,可明显细化氧化物颗粒,促进Nd:YAG的烧结.在1600℃保温8h,对球磨20h的粉体压坯真空烧结得到的Nd:YAG块体相对密度达99%,晶粒大小约为10μm;采用纳米Y_2O_3,粉体作真空烧结原料,可提高烧结活性,获得细晶和高致密度的Nd:YAG陶瓷,对混合粉体球磨20h压坯烧结可得到晶粒大小为2μm、相对密度为98.5%的Nd:YAG块体;在氩气保护下常压烧结,得到的Nd:YAG块体组织难以辨认,而且残留许多孔隙.     

W-Ni/Yb_2O_3复合材料的制备及烧结性能

采用化学镀获得Ni-Yb_2O_3复合粉体,然后通过机械球磨制备了不同质量分数的W-(0.2%,0.5%,1%,2%)Ni/Yb_2O_3复合粉末,最后在1600℃下烧结3 h获得了W-Ni/Yb_2O_3复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析了Ni-Yb_2O_3复合粉体形貌、W-Ni/Yb_2O_3复合材料表面形貌,测定了W-Ni/Yb_2O_3复合材料相对密度、显微硬度和热导率。结果表明,W-Ni/Yb_2O_3复合材料的相对密度和显微硬度随着Ni-Yb_2O_3含量增加而增加,Ni-Yb_2O_3的加入促进了钨基材料的烧结致密化;同时,添加Ni-Yb_2O_3复合粉使钨基材料的晶粒得到细化,但对钨基材料导热性起到降低的作用。     

TiC对W-7Cu复合材料组织与性能的影响

以超细/纳米W-7Cu粉末、TiC粉末为原料,采用机械球磨法制备不同含量TiC(0.3%、0.5%、0.7%、1.0%(质量分数))的W-7Cu复合粉体,经压制、预烧、烧结,获得了W-7Cu-nTiC复合材料。研究了TiC添加量对W-7Cu复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明:在1300℃烧结后,添加不同含量的TiC,使得W-7Cu材料的晶粒大小从5～10μm细化到2～5μm;相对密度和抗拉强度也得到提高;在TiC添加量为0.3%时,相对密度从98.22%提高到98.63%,抗拉强度从781MPa提高到843MPa;材料的断裂方式从沿晶断裂变为沿晶断裂和穿晶断裂混合的断裂方式。说明TiC的添加,起到良好的细晶强化和弥散强化的作用。     

纳米W-Cu粉末的热机械化学法制备及其烧结性能研究

通过均相沉淀获得Cu2WO4(OH)2/CuWO4·2H2O共沉淀物,并对煅烧该沉淀物所得的W、Cu氧化物进行球磨,然后H2还原,得到了含Cu量为30%的W-Cu复合粉末。对该复合粉末的性能进行了表征,并对其烧结体的密度、微结构和力学性能等进行了测试分析。结果表明,热机械化学法制备的W-Cu复合粉末粒度为纳米级,烧结活性高,其压坯在H2气氛中固相烧结可达到96%的相对密度,液相烧结则可达到高于99%的相对密度,烧结体具有细小均匀的微结构和良好的力学性能。     

氧化铝基复合金属陶瓷模具材料的力学性能研究

以微米Al_2O_3为主要原料,以纳米ZrO_2和TiC作为添加剂,以微米Y_2O_3粉作为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了氧化铝基复合金属陶瓷模具材料。分析了样品的抗折强度、硬度以及断裂韧性等性能,采用现代材料测试手段对最佳烧结样品的显微结构进行了分析。结果表明,最佳烧结温度为1660℃;当微米Al_2O_3添加量为74wt%,纳米ZrO_2为18wt%、纳米TiC为6wt%以及微米Y_2O_3粉添加量为2wt%时,所制备的氧化铝基复合金属陶瓷模具材料性能最佳,抗折强度912.78 MPa,硬度19.856 GPa,断裂韧性5.84 MPa·m1/2。     

正交法研究添加Y2O3对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用正交实验方法,应用放电等离子烧结(SPS)技术制备出Y_2O_3含量分别为0.2%、0.6%、0.8%的Ti-6Al-4V合金,探究烧结温度、烧结压力、Y_2O_3含量和保压时间对Ti-6Al-4V合金显微组织、烧结密度和力学性能的影响,优化烧结工艺。结果表明,烧结温度对烧结密度的影响最大,接下来依次为烧结压力、Y_2O_3含量、保压时间;烧结温度对力学性能的影响最大,接下来依次为Y_2O_3含量、烧结压力、保压时间。当烧结温度1 200℃、烧结压力50 MPa、保压时间5 min、Y_2O_3含量0.6%,烧结样的密度和压缩强度高,分别达到4.413 8 g/cm~3、1 881.4 MPa,相比未添加Y_2O_3的Ti-6Al-4V合金,其压缩强度提高15.7%。     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料的研究

采用一次成形烧结的方法成功制备了Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料,并用XRD、SEM及EDS表征了其相组成和组织结构。结果表明该复合梯度材料中除气相外只有Y_2O_3相和Nb相,其中Nb以片层状和弥散点状两种形态分布在Y_2O_3基体中。测试了Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料的室温三点弯曲强度,结果显示其弯曲强度高于纯Y_2O_3以及Y_2O_3-Nb复合材料,表明Y_2O_3梯度层与以Y_2O_3为基体的复合材料具有较高的结合强度。     

纳米Al_2O_3包覆ZrO_2/Y_2O_3热障涂层的制备及性能研究

将耐热合金钢基体进行活化处理后,以Ni Co Cr Al Y为粘接过渡层,采用等离子喷涂法和喷枪快速喷涂工艺相结合制备包覆复合粉体Al_2O_3-Zr O_2/Y_2O_3和未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3的2种不同厚度的热障涂层材料样品,通过涂层的结合强度试验、涂层微观结构和高温隔热试验比较相同厚度的2种陶瓷涂层的结合强度及隔热效果,并探讨涂层厚度与隔热效果的关系。结果表明:采用纳米Al_2O_3包覆Zr O_2/Y_2O_3粉体制备的热障涂层其结构和性能都优于未包覆粉体Zr O_2/Y_2O_3制备的热障涂层,且该热障涂层隔热性能随涂层厚度的增加而提高,温度越高性能优势越明显。     

Y_2O_3增强铜基复合材料微观结构及性能的研究

三氧化二钇(Y_2O_3)粒子增强铜基复合材料具有超强的耐磨性能和耐腐蚀性能,在众多领域具有广泛的应用前景。以Y_2O_3添加量为0～20wt%的增强铜基复合材料为研究对象,进行磨损试验和腐蚀试验,考察Y_2O_3粒子的不同添加量对复合材料相关性能的影响。采用扫描电镜、透射电镜、微区成分等测试分析手段,对Y_2O_3增强铜基复合材料的显微组织结构进行了深入探究。结果表明:硬质点Y_2O_3与铜基材料通过合理的热加工工艺可获得理想的强化相,Y_2O_3粒子起到很好的弥散作用,对Cu粒子之间的空隙起到很好的填充和支撑效应,增强了与铜基体的结合强度和渗透能力,从而使铜基复合材料的耐腐蚀性、耐磨性得到较大的提高。当Y_2O_3粒子的添加量为5wt%时,Y_2O_3/Cu的耐磨性能、耐腐蚀性均较铜基体提高1倍以上。     

AlN覆钨对AlN/W-Cu复合材料组织和性能的影响

采用溶胶凝胶法对AlN粉体进行表面覆W后，将其与适量W粉混合，经压制、预烧结，制得多孔AlN/W骨架，再熔渗Cu后制备出不同AlN含量(0～8%)的AlN/W-Cu复合材料。考察了AlN含量对于烧结体微观组织、力学性能和热学性能的影响，并与由未覆钨AlN粉体制备的AlN/W-Cu复合材料进行对比。结果表明，采用溶胶凝胶法可在AlN颗粒表面均匀制备覆W层，其界面结合良好。覆钨AlN/W-Cu复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度以及热导率均优于未覆钨AlN/W-Cu复合材料的。AlN/W-Cu复合材料的相对密度、抗拉强度及热导率随AlN含量的增加而降低，而硬度随AlN含量的增加而上升。当AlN含量为2%时，覆钨AlN/W-Cu复合材料的综合性能最佳，相对密度达到97.69%，显微硬度达到277HV，热导率达到205.54 W/(m·K)。     

FeYO3/Y2O3∶3％Eu3+,5％Tb3+纳米磁性粉体的制备

以Fe_3O_4粉体,Y_2O_3∶3%(摩尔分数)Eu~(3+), 5%(摩尔分数)Tb~(3+)粉体和三聚氰胺为原料,采用微波烧结法制备FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)复合粉体,利用X射线衍射仪(XRD)对各种粉体的结构进行分析,利用扫描电镜(SEM)对复合粉体的形貌进行观察,并利用振动样品磁强计对复合粉体的磁学性能进行测试。结果表明:复合粉体均呈针状,长度和细度均为纳米级;当Fe_3O_4,Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)和三聚氰胺摩尔比为1∶3∶4时,所制备的FeYO_3/Y_2O_3∶3%Eu~(3+), 5%Tb~(3+)粉体磁力最强,饱和磁化强度为3.852 emu·g~(-1),剩余磁化强度为0.6 emu/g,矫顽力为232 Oe。