挤压致密超细WC/纳米Al2O3弥散强化铜基复合材料的组织性能研究

以纳米Al₂O₃颗粒、超细WC粉末、工业纯Cu粉末为原料, 通过热挤压致密获得了超细WC/纳米Al₂O₃弥散强化铜基(WC-Al₂O₃/Cu)复合材料, 研究了挤压态WC-Al₂O₃/Cu复合材料的微观组织及力学性能。结果表明: 成分为5% WC-2% Al₂O₃/Cu和10% WC-2% Al₂O₃/Cu (质量分数)的两种原料粉末, 经机械球磨、冷压、真空烧结和热挤压后, 其相对密度均达到了99%以上, 超细WC和纳米Al₂O₃强化相颗粒呈均匀弥散分布, 具有很好的导电性及力学性能; 其中, 5% WC-2% Al₂O₃/Cu复合材料的综合性能更佳, 其抗拉强度达到235.06 MPa, 延伸率为15.47%, 导电率可达85.28% IACS, 软化温度不低于900℃。     

弥散强化铜基复合材料制备工艺

介绍了一种新的氧化铝弥散强化铜基复合材料制备工艺,研究了制备工艺参数对复合材料组织和性能的影响。结果表明,在氧基气氛中进行内氧化处理同样可以得到具有很好热稳定性的氧化铝弥散强化铜基复合材料;制备工艺参数,尤其是内氧化工艺对材料性能有显著影响。     

机械合金化制备SiC弥散强化铜基复合材料

用机械合金化(MA)制备了一种以SiC为增强相的Cu／sic复合材料,研究了机械合金化过程中SIC颗粒形貌、尺寸的变化,以及增强相的含量对复合材料抗拉强度、硬度、相对电导率及显微结构的影响。结果表明,Sic对于铜是一种有效的增强相,当SiC的质量百分含量为1％时,强化效果较佳,抗拉强度可达391MPa,相对电导率为50．2％,性能较优。     

Al_2O_3La_2O_3Y_2O_3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al2O3/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y2O3、La2O3稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al2O3La2O3Y2O3/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al2O3/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al2O3La2O3Y2O3/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.     

热压反应合成Al_2O_3-Ho_2O_3/TiAl复合材料

利用Al-Ti-TiO2-Ho2O3体系原位反应合成了Ho掺杂Al2O3/TiAl复合材料。采用DTA结合XRD分析对体系反应过程进行了探讨。借助XRD、EDS和SEM等手段,对放热体系的物相组成及晶粒微观形貌进行了分析表征。结果表明:Al-Ti-TiO2-Ho2O3系原位合成的Al2O3/TiAl复合材料由TiAl、Ti3Al、Al2O3以及HoAl3相组成;Ho2O3的引入对基体相生成比例(TiAl:Ti3Al)有一定的调控作用,并使得基体晶粒和Al2O3晶粒均有所细化且逐渐分布均匀。力学性能测试表明:当Ho2O3的引入量为6%时,材料的抗弯强度达到最大值,约为593.5MPa;断裂韧度达到最大值,为8.74MPa.m1/2,具有可接受的力学性能。     

Al_2O_3掺杂钼基合金混合粉末的制备

采用溶胶-凝胶法和二次还原工艺制备了Al2O3/Mo超细粉末,利用XRD、SEM、TEM对还原后粉末的相结构、形貌、粒度进行了分析,并讨论了成胶过程中相关因素的影响。结果表明,在溶液pH2,柠檬酸与钼酸铵质量比为1.5时,所得粉末质量较好。     

超细/纳米W-La_2O_3复合粉末的制备及烧结致密化行为研究

采用溶胶-喷雾干燥-煅烧还原方法制备具有高烧结活性的超细/纳米W-La_2O_3复合粉末,烧结制备WLa_2O_3复合材料。通过SEM、XRD对粉末的制备、烧结致密化行为进行分析和表征,研究表明:溶胶-喷雾干燥-煅烧还原方法制备的超细/纳米W-La_2O_3复合粉末粒度均匀细小,随La_2O_3含量的增加有明显细化趋势,W-0.7La复合粉末粒度与晶粒尺寸达到0.1μm和56 nm;致密化过程中La_2O_3第二相粒子表现为晶界钉扎的抑制作用与粉末细化的促进作用共有,低温条件下抑制作用占主导;随烧结温度的提高,材料相对密度增加,显微硬度提高;烧结温度过高时,第二相粒子迁移长大,弥散强化与晶粒细化作用减弱。     

LaNi_5选择性氧化法制备纳米级均匀弥散的Ni/La_2O_3粉末

采用电弧熔炼法合成LaNi5合金,LaNi5合金破碎研磨制备粉末,然后对LaNi5合金粉末采用H2/H2O进行选择性氧化处理,制备Ni/La2O3粉末。分别对LaNi5合金粉末和Ni/La2O3粉末进行了XRD结构分析、扫描电镜形貌观察。XRD结构分析结果表明,电弧熔炼法合成了单一物相的LaNi5粉末;Ni/La2O3粉末除La2O3和Ni两相外,未见其它杂相。扫描电镜形貌观察发现LaNi5粉末与Ni/La2O3粉末形貌相同。对Ni/La2O3粉末测量XRD图谱中衍射峰的半高宽,采用Scherrer公式,计算了La2O3和Ni物相的晶粒度在10 nm~40 nm范围内。扫描电镜多点能谱分析表明,Ni/La2O3粉末元素含量分布均匀有望在催化剂材料中得到应用。     

制备Y_2O_3弥散铁素体合金粉末方法的研究

为了开发作为快增殖堆及聚变堆结构候选材料的ODS铁素体合金,采用氮气雾化方法制备Fe-Cr-Ti-W-V合金粉末.采用溶胶-凝胶法、沉淀法和化学浸润等方法向合金中添加Y2O3颗粒,对各种添加方法得到合金粉中的Y2O3的形貌、粒度、密度分布进行了分析与对比,结果表明:上述3种方法都可以成功地将Y2O3添加到铁素体基合金粉体中;采用溶胶-凝胶法弥散分布Y2O3,可获得Y2O3颗粒分布均匀、直径在50nm以下的颗粒约占总数的50%、颗粒的平均圆度为1.25的基本圆形的粉体.     

Al_2O_3弥散增强Cu基高导电率复合材料的制备及性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结的方法制备0.5%、1.0%和2.0%的Al_2O_3弥散增强Cu基复合材料。研究Al_2O_3在Cu基体中的分布状态,以及对复合材料强度、硬度、导电性能和摩擦系数的影响。结果表明:弥散分布于晶界处的Al_2O_3颗粒导致复合材料的硬度和抗拉强度都提高,而伸长率、电导率降低和摩擦系数降低。1.0%Al_2O_3/Cu复合材料的相对密度达到98.22%、电导率为48.38 MS/m,硬度102.7 HV,抗拉强度264.97 MPa,摩擦系数0.28。     

纳米级Al_2O_3/Ni基高温合金复合粉末的制备及激光3D打印研究

通过超声分散-高速搅拌两步法,以聚乙二醇为分散剂和粘接剂将纳米级Al_2O_3陶瓷颗粒组装至Ni基高温合金球形颗粒表面,制备了Al_2O_3/Ni基高温合金复合粉末,并进行激光3D打印制备Al_2O_3/Ni基高温合金成型试样。结果表明:采用超声分散-高速搅拌两步法成功制备了可用于激光3D打印技术的复合粉末。在进行激光3D打印后,成型试样的显微组织主要表现为柱状晶和等轴晶组织,均匀细小,排列紧密,纳米级Al_2O_3颗粒均匀分布在基体中。显微硬度(HV)平均可达405.81。     

Al_2O_3/Ti-Al复合材料抗热震性研究

采用热压烧结法制备了Al2O3/Ti-Al复合材料,对Al2O3/Ti-Al复合材料分别在700℃、800℃和900℃下进行抗热震性实验分析。研究结果表明,Al2O3/Ti-Al复合材料在不同热震温度的临界热震次数cτ分别为7τ00=12,8τ00=11,9τ00=8,热震所产生的裂纹主要沿着Al2O3颗粒和Ti-Al合金基体的界面进行扩展和延伸。     

Al_2O_3粒子弥散的新型钴基合金

日本住友金属工业公司中心实验室开发了一种Al_3O_2粒子弥散的Co基合金,用来制作加热炉滑道的金属球,炉膛材料。在日本鹿岛工厂试用时,新的Co基合金可使每     

微波碳化法制备纳米WC粉末及其机理

传统制备WC粉末的方法都是依靠发热体的辐射、能量对流、传导等方式加热W、C混合粉末到一定温度,热量由外向内传递,具有加热温度高、周期长、WC颗粒长大明显等缺点。本研究以纳米钨粉和活性炭为原料,采用微波加热法在1 000℃快速制备纳米WC粉末。用XRD分析不同碳化温度产物的物相组成,并用SEM和TEM对产物进行形貌和粒度分析。结果表明:平均粒径50 nm的钨粉经微波碳化法在1 000℃保温10 min,能够制备出平均粒径为86.5 nm的单相WC粉末,纳米WC颗粒表面光滑,形貌呈近球形。分析微波碳化法制备纳米WC粉末的机理表明,微波碳化过程为扩散控制,WC颗粒的长大速率随碳化温度的升高而加快。     

机械合金化3Y_2O_3-5Al_2O_3粉末的研究

研究了转速,球磨时间等球磨工艺对3Y2O3-5Al2O3机械合金化过程的影响。结果表明:在较低的转速下(250r/min),提供的球磨能量很低,只会细化粉体颗粒;提高转速(400r/min),会促使Y2O3发生晶型转变,由稳定的立方晶转变成非稳态的单斜晶;继续提高转速(500r/min),还会使混合粉体发生合成反应,生成YAlO3(YAP)。在转速为500r/min,球料比为20∶1的球磨条件下,3Y2O3-5Al2O3粉体发生固相反应的过程可分为两个阶段:第一阶段,Al2O3颗粒晶格畸变,快速细化;同时,高能球磨促使Y2O3发生了晶型转变。第二阶段,Y2O3晶型转变基本完成,并呈无定形化,Y2O3和Al2O3发生合成反应,生成YAlO3(YAP)。但在球磨条件下,难以合成Y3Al5O12(YAG)、Y4Al2O9(YAM)。     

微波场中利用溶胶凝胶法制备Al_2O_3/Cu复合材料

弥散强化铜基复合材料制备的关键是如何向铜基体中引入弥散强化相以及控制弥散相的粒径、分布等。本研究采用溶胶-凝胶法与微波加热、微波烧结相结合的方法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料,并与普通电阻炉工艺制备的复合材料各项性能进行对比。     

轧制对纳米碳管弥散强化铜基复合材料微观组织的影响

利用粉末冶金工艺结合轧制退火工艺制备了纳米碳管弥散强化铜复合材料, 研究了轧制对纳米碳管在铜基体中分布的影响。材料冷轧轧下量60%时, 含纳米碳管0.3%的铜基复合材料致密度由轧制前的78.7%提高到98.9%, 同时显微硬度由HV49.2上升到96.4。扫描电镜照片表明, 随着纳米碳管分数增多、轧制量增大, 复合材料微观组织中出现的孪晶数目增多。孪晶引起的晶粒细化并通过纳米碳管弥散强化而保持, 可能是纳米碳管铜复合材料增强的机制。     

Al2O3含量对Al2O3弥散强化铜基复合材料性能的影响

探索了在不同浓度的Al（NO3）3溶液中加入铜粉,搅拌至糊状,在80℃干燥后,在H2保护气氛下加热至500℃使得Al（NO3）3分解成Al2O3,所得粉末在真空烧结机中加热到800℃,制备出Al2O3弥散强化铜基复合材料的新型工艺．研究了Al2O3含量对该复合材料各种性能的影响规律,结果表明：随着Al2O3含量的增加,材料的导电率下降;当Al2O3含量达1．0％时,材料的硬度达到最大值,而密度随Al2O3含量的增加而下降。     

以含铜废液为原料制备Al_2O_3弥散强化Cu粉的工艺研究

以酸碱含铜刻蚀废液为原料,采用酸碱中和-过滤-H_2SO_4溶解制备出一定浓度的含铜溶液,并向溶液中添加可溶性铝盐,最终采用络合共沉淀-煅烧-H_2还原的方法制备出质量分数2%的纳米Al_2O_3弥散强化Cu粉末。采用火焰原子吸收光谱法测定过滤液中Cu~(2+)的含量,研究了酸碱混合比对Cu~(2+)提取效率的影响;采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了共沉淀前驱体粉末、Al_2O_3-CuO复合粉末、Al_2O_3-Cu粉末、Al_2O_3弥散相的粒度、形貌及组成;并采用TG-DTA试验对粉末制备过程中的煅烧及H_2还原过程进行了分析。结果表明:酸碱含铜废液的体积比为2∶3时,中和反应进行最充分,Cu~(2+)的提取率达到96.75%(质量分数);沉淀剂采用瞬间加入方式,得到的前驱体粉末细小均匀、无团聚;最佳的煅烧温度为500℃,H_2还原温度为550℃,制备的弥散相分布均匀,粒度小于200 nm;经弥散相萃取试验观察,进一步证明弥散相为纳米Al_2O_3。