感应等离子体球化处理难熔金属(W、Cr)粉末的研究

采用感应等离子体球化技术对形状不规则的W粉、Cr粉进行球化处理,研究了喂粉速率对粉末球化效果的影响。采用SEM、XRD、激光粒度仪和霍尔流速计测试了等离子体球化处理前后粉末的形貌、物相、粒径分布和松装密度。研究结果表明,感应等离子体球化技术可制备出单相的球形W粉和Cr粉,粉末的松装密度和流动性显著提高;降低喂粉速率,W粉和Cr粉球化率均提高,最高球化率大于98%;原料粉末的分散度影响球化处理后球形粉末的粒径和粒度分布。     

射频等离子体制备球形Mo粉的研究

本文通过射频等离子体球化处理工艺成功制备了微细球形钼粉,并研究了球化处理对粉末性能和加料速率对粉末球化率的影响.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射和激光粒度分析仪对球化处理前后粉末的形貌、物相和粒度分布进行了测试和分析.研究结果表明:团聚的不规则钼粉经等离子球化处理后,得到表面光滑、分散性良好、球化率可达到100...     

加热工艺对纳米Al2O3/TiO2团聚粉末烧结特性的影响

通过喷雾造粒技术制备出可用于热喷涂的纳米Al2O3/TiO2团聚粉末,使用高温电炉采取三种加热工艺进行了烧结.测定了团聚体粉末的松装密度;采用X射线衍射分析了相组成,并根据Scherrer公式计算了烧结前后平均晶粒大小;通过扫描电镜观察分析了团聚体粉末的形貌.结果表明,加热工艺对纳米团聚粉末的烧结行为影响较大,常规高温烧结在实现烧结致密化的同时将导致纳米晶粒的较大生长;两步烧结法可在抑制晶粒生长的情况下,实现松装密度的大幅度提高,是一种较为先进的烧结方法.     

YSZ 粉末结构特征对其 PS-PVD 热障涂层 形貌影响的研究

热喷涂粉末材料特性对涂层组织形貌通常具有重要影响。PS-PVD技术作为一种新兴的热障涂层制备技术,受到了国内外的广泛关注,但粉末材料特性对YSZ热障涂层沉积形貌影响的研究尚待深入。本文采用化学沉淀、喷雾造粒等方法制备了适于等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)的YSZ球形团聚粉末,通过制备工艺参数的调节获得了具有不同结构特征的YSZ粉末,并对其进行了PS-PVD涂层沉积试验研究。研究结果表明,YSZ粉末在PS-PVD等离子射流中实现有效气化,首先需要粉末具有合适的粒径,粉末过粗或过细均不利于粉末气化及类柱状晶涂层结构的形成,通常D10不大于3μm、D_(50)处于5-10μm、D_(90)不大于25μm的YSZ粉末更容易气化;当粉末粒度范围和松装密度接近,内部疏松程度不同时,"二次团聚"造粒粉末经射流后气化沉积效果明显优于仅"一次团聚"粉末;对粉末进行不同程度的致密化处理后,其内聚强度和松装密度变高,由于粉末过于致密难以实现有效气化,涂层沉积速率低;而内聚强度适中,松装密度为1g/cm~3左右的粉末沉积效果较好。     

球形钨粉的制备及粉末特性研究

以团聚严重、不规则形状的还原钨粉为原料,经过球磨处理后,采用射频等离子体球化技术制备球形钨粉。在射频等离子体球化过程中,研究原料粉末形态对球化结果的影响。采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和BT-100粉体综合特性测试仪对球磨和球化处理前后粉末的形貌、粒度、松装密度和振实密度进行测试和分析。结果表明:球磨处理后,钨粉颗粒分散状态良好,粒径明显降低,粒度分布明显变窄;经过球化处理后,钨粉颗粒呈规则球形,表面光滑,松装密度和振实密度得到明显提高。     

射频等离子体制备增材制造用球形钛钽合金粉末

采用射频等离子体球化技术对氢化破碎不规则形貌的钛钽合金粉末进行球化处理,研究了送粉速率、载气流量和鞘气中氦气流量等工艺参数对钛钽合金粉末球化率、粉体性能和显微结构的影响,并开展了球化后钛钽合金粉末选区激光熔化成形适用性评价。结果表明:经过射频等离子体球化处理后,粉末截面组织由板条状α″-Ti和胞状β-Ti组成,球化率在98%以上,粒度分布变宽,平均粒径由球化前21.41μm增大至32.3μm。粉末球化率受送粉速率、载气流量和鞘气中氦气流量等因素影响,当送粉速率为35 g/min,载气流量为5.5 L/min,鞘气中氦气流量为40 L/min,球化效果最好。与原料粉末相比,球化后粉末的霍尔流速(50 g计)为6.27 s,松装密度由1.38g/cm~3提高至3.11 g/cm~3,振实密度由2.54 g/cm~3提高至3.48 g/cm~3。此外,球化后的钛钽合金粉末具有良好的选区激光熔化适用性,成形后制件致密度大于99%,微观组织为针状α″-Ti和胞状β-Ti,钛、钽元素分布均匀,无未熔融的钽颗粒,显微硬度(HV)达到725。     

射频等离子体制备球形钛粉及其在粉末注射成形中的应用

采用射频等离子体球化技术对不规则形貌的氢化脱氢(HDH)钛粉进行球化处理,研究了不同载气流量、送粉速率和鞘气流量对钛粉形貌和性能的影响。此外,分别以原始HDH钛粉和球化钛粉为原料进行了粉末注射成形(MIM)试验,研究了烧结样的微观组织及理化性能。研究结果表明:采用射频等离子球化技术制备的球形钛粉的粉末特性较HDH钛粉有较大的提升,在制备过程中送粉速率、载气流量、鞘气流量等因素对粉末球化效果有较大影响,采用球化钛粉制备的MIM产品性能要优于HDH钛粉制备的MIM产品。     

射频等离子体制备球形铌粉

以不规则形状铌粉为原料,通过射频等离子体球化处理制备球形铌粉,并研究加料速率对粉末球化率的影响。采用扫描电镜、X射线衍射仪和激光粒度分析仪对球化处理前后粉末的形貌、物相和粒度分布进行测试和分析。结果表明:不同粒径的不规则形状铌粉,经等离子球化处理后均可得到表面光滑、分散性好、球化率可达100%的球形铌粉。球化处理后,粉末的粒度分布变窄。随加料速率的增加,铌粉的球化率降低。经射频等离子体处理后,铌粉的松装密度和流动性得到显著改善:松装密度由1.33 g/cm3提高到4.35 g/cm3,振实密度从1.95 g/cm3提高到5.61 g/cm3,粉末流动性提高到12.51 s/(50 g)。     

Al-Ni-Y合金雾化粉末的超高压固结成形及其机理研究

采用紧耦合惰性气体雾化技术制备具有非晶和纳米晶结构的Al82Ni10Y8(%)合金粉末, 粒径小于26μm粉末为非晶和纳米晶结构, 而粒径小于15μm粉末为非晶单相结构。在250, 310, 360, 400, 450℃5个不同温度下对粉末进行了超高压固结成形, 并对致密化后合金的显微结构进行了分析。致密化后粉末颗粒基本保持原有粉末形貌, 但随着致密化温度的升高, 晶化和晶化相长大愈发明显, 合金密度呈增高趋势。对粉末致密化的机理进行了讨论, 认为非晶相的粘滞流动是低温下获得高致密度的主要原因。     

等离子弧处理纳米氧化锆粉末结构演变研究

本文采用大气等离子喷涂—纯净水捕获技术,研究了纳米氧化锆(YSZ)粉末在等离子焰流熔化过程中颗粒状态演变历程。研究表明,纳米氧化锆团聚粉在等离子喷涂过程中因纳米晶的长大和熔化而呈现出明显的致密化收缩趋势,同时由于粉末颗粒在等离子焰流区停留时间和受热程度不同,通过熔融急冷与内部气体膨胀的双重作用,粉末外观分别经历了"微裂纹型"、"熔融针状气孔型"以及"密实球壳型"等不同阶段形貌。粉末内部结构的演变则进一步揭示了在高温高速等离子焰流中纳米团聚颗粒因内外巨大温差和不同熔融状态下的热量传导效果,产生了不同热应力程度下的径向内外收缩效应,从而表现出粉末内部弥散"微裂纹孔隙"、"均匀球形孔隙"以及空心结构等阶段性结构变化。上述演变过程可为纳米氧化锆涂层的制备应用和性能改进提供必要的数据参考。     

喷涂粒子在等离子体射流中的加热历程及熔化状态研究

本文通过对水中收集的等离子喷涂熔融粒子进行粒度分析及形貌观察,研究了喷涂粒子在普通大气等离子喷涂(APS)及超音速大气等离子喷涂(SAPS)射流中的加热历程及熔化状态。实验观察到氧化钇部分稳定的纳米颗粒团聚造粒的氧化锆(Y-PSZ)球形粉末颗粒在APS及SAPS射流中传热传质过程中的熔融与"细化"现象有明显不同:在SAPS射流中,尺寸较大(粒径在几十微米)的颗粒大部分形成了十分细小的(小于5μm)颗粒;相对而言,APS中的熔融粒子仍以十几微米以上较大粒径的半熔融粒子为主。进一步研究表明,大尺寸粒子在等离子射流中先从表层熔化,逐渐向颗粒内部扩展,形成柱晶熔区,属典型的梯度熔化模式,最终芯部存留大量细小未熔一次粒子,即所谓半熔融状态;相应的SAPS中大量粒径小于5μm的小颗粒在超音速等离子体射流中整体迅速熔化(即所谓等温熔化模式)。对熔融或半熔融粒子撞击基体后的扁平化过程进行分析表明:在APS射流中扁平粒子的直径一般在100μm以上,且周围飞溅较多,导致典型的层状多孔的粗大组织结构,层间出现较多平行横向裂纹;而SAPS大量细小熔滴撞击基体后,冷却更快,多呈无明显飞溅的直径约10～30μm圆盘状,形成大量细密柱晶交错堆垛而成的、无明显分层的特殊结构。对收集粒子进行X-射线衍射相分析表明,APS及SAPS两种工艺下的熔融粒子均未发生明显相变,相组成主要为室温下非转变四方氧化锆(t’-ZrO2),说明喷涂粒子在高温等离子射流的加热历程中,其晶体结构和化学成分未发生明显变化。     

大气和低压等离子喷涂ZrO2-8%Y2O3涂层及性能研究

本研究采用大气等离子(APS)和低压等离子喷涂(LPPS)两种方法分别对成分为ZrO2-8%Y2O3的微粉球形造粒-烧结粉末(Spherical Spray Dried Sintered:SSS)和微粉粘接-破碎粉末(Mucilage Adhered Crushed:MAC)进行了喷涂实验。使用金相显微镜,X-Ray及维氏硬度仪等,分析了涂层的微观组织,相结构及硬度。结果表明,APS喷涂SSS粉末制备的涂层为多孔结构,气孔率高于20%,LPPS喷涂SSS粉末制备的涂层呈现纵向生长趋势。而对于MAC粉末,两种方法制备的涂层孔隙率明显低于SSS粉末制备的涂层,其中LPPS喷涂MAC粉末制备涂层的致密性和硬度更高。两种方法喷涂SSS粉末,涂层相组成与粉末相同,粉末与涂层中只含有T相,而APS和LPPS喷涂MAC粉末,涂层中出现了m相。     

偏钒酸钾-硝酸铊纳米复合粉体的制备及其光催化降解苏丹红Ⅱ号的研究

采用硝酸铊、偏钒酸钾、亚硫酸钠、二氧化锰为反应原料,经过水热法合成出了偏钒酸钾-硝酸铊纳米复合粉体,活化该复合粉体后考察其对苏丹红Ⅱ号的降解能力,并对粉体进行SEM、XRD、XPS表征。实验结果表明,偏钒酸钾掺杂量为2.5%(质量分数)的复合粉体具有最强的催化活性,25 mg的偏钒酸钾-硝酸铊纳米复合粉体可对200 m L浓度为1×10~(-3)mol/L的苏丹红溶液有效降解。     

柱状晶对等离子YSZ涂层性能的影响

本文选用微米级YSZ粉末和纳米级YSZ粉末喂料,采用等离子喷涂技术制备了两种YSZ涂层,并通过扫描电镜(SEM)对涂层的微观组织和结构进行了研究。结果表明:微米级YSZ粉末制备涂层内部柱状晶的尺寸较短,长度在1～3μm之间;纳米级YSZ粉末制备涂层内部柱状晶的尺寸较长,长度在8～12μm之间;这种组织结构特征的差异是导致YSZ涂层结合强度和热震性能不同的主要原因。     

Inconel 625 合金粉末的雾化制备方法对比

分别采用旋转电极、等离子雾化、无坩埚雾化、真空气雾化、水雾化制备出了Inconel 625粉末。对粉末的球形度、流动性、松装密度、氧含量等性能进行了对比。结果表明,旋转电极方法制备的Inconel625粉末球形度最好,均匀性最佳,但是较难制备出细粒径粉末。无坩埚雾化制备出的粉末性能综合性能相对较好,能够制备出球形度较好的较西粒径粉末。水雾化法制备出的粉末氧含量及球形度等性能最差。     

两步水热法制备超细纳米颗粒钇稳定氧化锆

采用两步水热法制备钇稳定氧化锆(YSZ)的超细纳米颗粒.利用X射线衍射仪、透射电子显微镜研究pH值以及分散剂和阳离子浓度对YSZ粉体的相组成、相结构和晶粒大小的影响.结果表明,两步水热法制得的YSZ粉体具有立方相结构,平均晶粒尺寸约为6nm;pH值越大,越利于立方相的生成,pH为12时,YSZ粉体为纯立方相;无水乙醇作为分散剂,可以有效地减少粉体的团聚;阳离子浓度过高时(2 mol/L),不利于立方相生成,在阳离子浓度适当(约0.02～0.05 mol/L)的前提下,稍大的阳离子浓度得到的粉体粒径较小,团聚较少,最佳的阳离子浓度为0.05 mol/L.     

纳米二氧化硅粉体的微乳液制备及表征

以硅酸盐溶液／环已烷／聚乙二醇辛基苯基醚／正戊醇体系的微乳液反应为基础,以浓硫酸为 沉淀剂,采用微乳液法制备了高比表面积纳米SiO2粉体,并通过比表面积(BET),透射电镜 (TEM),红外光谱分析(IR),X射线衍射(XRD),差热一热重分析(DTA-TG)对样品进行了形态表 征和物相分析。研究结果表明:采用微乳液法制备的纳米SiO2粉末均由非晶态物质组成,粉体颗 粒形貌近似呈球形,粒径为15-35nm,比表面积达580-630 m2／g。     

高致密球形钼粉制备工艺研究

采用感应等离子设备制备出球形钼粉,研究了工艺参数对制备高致密度球形钼粉的影响。用霍耳流速仪检测球形钼粉的流速,斯科特容量计检测球形钼粉的松装密度,用电子扫描显微镜（SEM）观测球化钼粉的微观形貌。研究表明,等离子体处理可以使钼粉形状由不规则变为球形,钼粉流动性显著提高,松装密度增大,实现了钼粉的致密化,同时纯度提高。且当输入功率为25kW·h、送粉量50g／min钼粉的球化最为理想,流速达16s／50g,松装密度为4．8g/cm3。     

碳／铜复合材料摩擦磨损性能的研究

将粉末冶金法制备的碳／铜复合材料进行放电等离子烧结。对烧结后的样品进行了摩擦磨损性能研究。结果表明,复合材料的摩擦系数均随含碳量的增加呈下降趋势;当含碳量为6％时,磨损率最低。     

反相微乳液碳吸附耦合法制备氧化钇稳定四方氧化锆纳米粉体及表征

采用反相微乳液和碳吸附法制备了氧化钇稳定四方氧化锆纳米粉体,探讨了碳黑的加入量对粉体比表面积的影响,得到最佳的碳黑量。分别采用XRD、TEM、BET和TG分析了不同温度下煅烧所得粉体的物相、颗粒度和比表面积以及前驱体热分解特性。实验结果表明,经700℃焙烧后制得了分散性好的四方相ZrO2纳米粉体,比表面积为97.4m2/g,平均粒径为9nm。