Cu粉 (Cr、Nb)机械合金化粉制备Cu/Cr_2Nb触头材料的组织与性能

将Cr、Nb元素粉经20h机械合金化后与以Cu粉混合,分别采用真空烧结和真空热压来制备新型Cu/Cr_2Nb触头材料。研究了不同成分Cu/Cr_2Nb触头材料的组织和性能。结果表明,在烧结或热压过程中,可以充分合成出Laves相Cr_2Nb,但采用烧结工艺难以制备出致密度高的Cu/Cr_2Nb材料,而采用热压工艺不仅可以制备出致密度高的Cu/Cr_2Nb材料,并且Cr_2Nb含量为25%～40%时的Cu/Cr_2Nb材料的硬度和导电率要优于CuCr50触头材料。     

粉末冶金法制备SiCp/Cu复合材料及组织性能研究

以高纯SiC粉、Cu粉为原料,通过机械球磨、真空热压烧结制备SiC颗粒弥散强化铜基(SiCp/Cu)复合材料。采用SEM、XRD等方法,研究了球磨粉末形貌、粒度及成分均匀性的变化规律,同时研究了真空热压烧结SiCp/Cu复合材料微观组织、力学性能和物理性能。结果表明:球磨转速为250 r/min、球料比为10:1(质量比)时,球磨10 h获得的SiC/Cu复合粉末成分均匀,无团聚现象;真空热压烧结复合材料的相对密度达到92%以上,SiC颗粒均匀弥散分布,具有很好的力学性能和导热导电性能;其中,烧结温度850℃、保温1 h制备的材料综合性能更佳,致密度达到96.2%,热导率为221.346 W/(m·K),电导率为65.3%IACS,抗压强度为467.46 MPa,断裂应变可达20.87%。     

铜钨/铬青铜整体触头的真空烧结熔渗

采用真空烧结熔渗方法制备了CuW80/CuCr0.5自力型整体触头,测试了CuW合金的理化性能以及CuW/CuCr结合面的抗拉强度,对比了不同工艺制备的CuW80/CuCr0.5触头抗拉强度值。结果表明,真空烧结CuW80/CuCr0.5触头中的CuW80合金具有良好的性能,其致密度可达98.9%以上,CuW/CuCr结合面的抗拉强度最高,可以达到395 MPa以上,能够满足高压及超高压开关的技术要求。真空烧结的CuW80/CuCr0.5触头组织均匀、致密,结合面洁净,无气孔、杂质,Cu相之间连通并均匀的包覆在W颗粒周围,这是导致其结合强度高的主要原因。     

粉末冶金法制备Nb-15Ti-11Al-10Si复合材料

通过粉末冶金法制备Nb-15Ti-11Al-10Si复合材料。通过电子扫描电镜和X射线衍射研究了球磨方式和球磨时间对复合粉末粒度、形貌以及物相组成的影响;采用金相法和排水法研究真空热压烧结温度、保温时间等工艺参数对材料致密度的影响规律。结果表明：通过机械球磨粉末粒度减小并形成过饱和体系,再通过真空热压工艺制备的Nb-15Ti-11Al-10Si复合材料致密度达到96.3%,所获得的Nbss＋Nb5Si3复合材料具有优异的组织性能。     

微晶、纳米晶CuCr触头材料的组织及性能

采用机械合金化的方法制备出Cu-Cr纳米合金粉并分别在920℃、 750℃及580℃将合金粉热压烧结得到了微晶、纳米晶CuCr合金. 580℃热压可以得到致密度大于90%的纳米晶CuCr块体, 750℃及920℃热压晶粒长大到微米量级. 纳米晶CuCr材料在真空间隙中的耐电压强度接近常规致密、低氧CuCr触头材料的水平.     

低温退火时间对Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响

研究了900℃退火时，退火时间对Cr—Nb机械合金化（MA）粉的Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响规律，获悉了15hMA粉在900℃低温退火时能使Cr2Nb固相热反应合成充分进行的最短时间。优化出的Cr2Nb固相热反应合成低温退火时间，为通过MA＋热压（或烧结）工艺路线制备出具有微／纳米晶结构的高强高韧Cr2Nb合金或Cr2Nb基复合材料提供了可能性。     

CuCr,CuCrFe真空断路器触头材料的研究

本文在纵向磁场型电极结构下,对混粉烧结、热等静压致密化工艺制取的CuCr,CuCrFe真空断路器触头材料进行了深入研究。研究了CuCr,CuCrFe触头材料的组织结构、力学物理性能、电器性能及其相互间的关系;研究了Fe的添加量(0～12％)对Cu、Cr比为1:1(重量比)的触头材料组织结构、力学物理性能,电器性能的影响规律,阐明了产生影响的机理。 研究结果表明,混粉烧结、热等静压致密化工艺制取的CuCr、CuCrFe触头材料具有优越的综合性能,完全适应真空断路器高电压、大容量、小型化的需要;Fe的加入,改善了工艺性能、细化了组织、强化了材料,在不降低其它性能的前提下,显著地提高了耐压水平,降低截流值;CuCrFe触头材料更适应于高电压、大容量、小型化、低截流的需要。     

真空开关用WCu10触头材料制备工艺的研究

用真空烧结及熔渗的方法制备了真空开关用WCu10触头材料,对两种烧结工艺制得的触头材料组织及性能进行了比较,分析、讨论了烧结工艺对材料的组织、性能的影响。结果表明,用真空高温烧结及真空熔渗工艺制备出的WCu10触头材料具有良好的综合性能,其组织均匀、致密,氧、氮含量极低,符合真空开关的使用条件,并通过了真空负荷开关的型式试验。     

MoS_2含量对Cu/Cu-MoS_2功能复合材料组织及性能的影响

采用真空热压法制备不同MoS2含量的Cu/Cu-MoS2功能复合材料,测定其密度、硬度和电导率,并用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能,通过扫描电镜对试样显微组织及磨损形貌进行观察,并进行能谱分析。结果表明:通过真空热压法制备的功能复合材料组织均匀、过渡层明显,Cu层与耐磨层的过渡平稳,界面结合强度较高;烧结过程中,Cu与部分MoS2发生反应,烧结产物主要为复杂的CuS-Mo化合物及单质Mo;随着MoS2含量的增加,材料的电导率和密度下降,硬度及耐磨性提高;单质Mo及MoS2对材料的耐磨性影响较大,当耐磨层含3%质量分数的MoS2时,功能复合材料的电导率与耐磨性有较好的配合。     

新型Ag-5%C电接触材料的制备及其电弧磨损特性的研究

采用将高能球磨、还原剂液相喷雾化学包覆及粉末冶金相结合配以适量碳纳米管做为纤维增强体的工艺 ,制备出新型的Ag 5 %C(质量分数 )电接触材料。该材料具有优异的烧结致密性 ,烧结复压密度可达理论密度的 99.9%,而传统机械混粉工艺及国外发展的烧结挤压工艺同类材料仅能达到 97.0 %～ 98.4%;其硬度达到 64 5MPa ,大大超过同类触头 ;该新型材料由于C在基体中的均匀分布以及高烧结致密性 ,具有很好的导电性能 ,其电导率达到了 3 8 0m·Ω- 1 ·mm- 2 ,远超机械混粉工艺而接近烧结挤压工艺。经由ASTM触头材料试验机进行电磨损分断对比试验 ,发现与常规机械混粉同类触头相比 ,该材料同等条件下电弧磨损量小得多 ,且具有优异的电弧磨损特性 ,其电弧磨损量随分断次数呈指数小于 1的指数函数规律上升 ,即到分断后期其材料损耗量趋于稳定 ,有效抑制了触头分断电涡流磨损现象 ,这种优异的电弧磨损特性对于提高其材料耐电弧磨损性能具有重要意义。该材料有望成为一种可替代烧结挤压和机械混粉同类材料的新型Ag/C触头材料     

添加剂Nb和烧结温度对ZrN粉末材料性能的影响

在ZrN粉末中添加Nb粉,经热压烧结得到Nb-ZrN粉末材料,研究添加剂Nb与烧结温度对Nb-ZrN材料烧结和力学性能的影响。结果表明:提高烧结温度有利于加快材料的致密化,Nb-ZrN1480粉末出现了1个致密化速率峰,其它粉末材料还生成了另外2个小的致密化速率峰,烧结Nb-ZrN1680粉末的相对密度达到98.6%。各粉末材料的X射线衍射谱图中都存在ZrO₂衍射峰,添加剂Nb在烧结阶段全部溶入ZrN内。添加Nb后,ZrN晶格常数减小,随烧结温度上升,ZrN晶格常数基本保持稳定。纯ZrN材料表现为沿晶断裂,添加Nb后,粉末材料发生穿晶断裂,气孔数明显降低。     

热等静压原位合成SiC–TiC复相陶瓷的微观组织与性能研究

采用纳米级β-SiC粉末、Si粉末、C粉末以及微米级TiH_2粉末为原料,利用热等静压原位合成工艺制备了SiC–TiC复相陶瓷,研究了不同原位合成反应和烧结工艺对复相陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明:以SiC、TiH_2、C粉末为原料的原位合成反应,无明显副反应发生,更有益于制备成分符合预期、致密度良好且性能优秀的SiC–TiC复相陶瓷。在1600℃,120 MPa,4 h等静压烧结工艺下原位合成得到的体积分数为SiC–32%TiC复相陶瓷具有最好的致密度、硬度、三点弯曲强度以及良好的断裂韧性,分别达到98.7%、21.2 GPa、428 MPa和5.5 MPa·m1/2。提高热等静压压力有助于提高材料的烧结扩散活性,从而提高材料的致密度,有益于力学性能的提升。     

制备工艺对碳化硼陶瓷性能的影响

以活性炭和碳化硅为烧结助剂,采用真空热压工艺,制备了碳化硼陶瓷材料.研究了真空热压工艺、烧结助剂对碳化硼陶瓷性能及断口的影响,结果表明,以活性炭和碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷随热压压力增加,开口孔隙度减小,相对密度和抗弯强度增加.添加活性炭的碳化硼陶瓷在热压压力为35MPa下,开口孔隙度有最小值(1.7%),相对密度(91.7%)和抗弯强度(277.6MPa)达最大值;以碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷在热压压力为30MPa下,开口孔隙度有最小值(0.66%),相对密度(91.9%)和抗弯强度(173.6MPa)达最大值.添加活性炭的碳化硼陶瓷随保温时间由30min增加到90min,开口孔隙度逐渐减小而相对密度逐渐增加(90min时分别达到0.19%、99.6%),抗弯强度先增加后减小,在保温时间为60min时抗弯强度达到最大值(351.7MPa).在相同的真空热压工艺下,添加活性炭的碳化硼陶瓷与添加碳化硅的碳化硼陶瓷相比,其开口孔隙度低,抗弯强度高.初步探讨了真空热压工艺以及添加剂促进碳化硼陶瓷烧结的机理.     

高纯金属钒粉烧结性能研究

利用电子探针观察高纯金属钒粉粒度和形貌, 使用油压机将高纯金属钒粉压制成坯条, 并采用万能试验机测定钒坯条压溃变形力曲线, 分析钒坯条最优压制压力; 分别通过热压烧结和冷等静压+真空烧结的方法对高纯钒粉进行烧结, 研究烧结工艺对高纯钒粉烧结特性和力学性能的影响。结果表明: 采用冷等静压+真空烧结的方法, 在压制成形过程中, 钒粉压坯密度和相对密度随压力的增加而逐步提高, 压力提高到280 MPa时, 压坯密度和相对密度分别为3.99 g·cm-3和66.94%;经真空烧结后, 坯料密度和相对密度分别为5.28 g·cm-3和88.59%。压制压力由80 MPa提高到200 MPa时, 压溃强度从0.4 MPa增加到6.0 MPa, 增大趋势较为明显; 压制压力提高到280 MPa时, 压溃强度增加到7.4 MPa, 增大趋势变缓。经热压烧结坯料的相对密度比冷等静压+真空烧结坯料的相对密度高, 280MPa压力下热压烧结坯料密度和相对密度分别达到5.51g·cm-3和92.91%。     

一种新型难熔金属异型件的制备技术及其应用

主要介绍了粉末高能喷涂成形技术及其在耐高温材质构件上的应用研究。采用真空热压和高压热等静压提高构件的致密度。结果表明:等离子喷涂成形纯钨喉衬的相对密度为85.6%;经真空热压处理后,喉衬相对密度提高到91.7%;经高压热等静压处理后,喉衬相对密度增大至96.7%。由此可见,高压热等静压可大大提高喷涂成形件的致密度。高能喷涂成形技术可制备出形状复杂的耐高温材质构件,如钨/钼复合喷管、钨坩埚?钨发热体、破甲弹药形罩等异形构件和二硅化钼回转体等。     

机械球磨与烧结W基材料的组织与性能

采用机械球磨与热压工艺制备了W-TiC、W-Ni、W-CNTs(碳纳米管)和W-Ni-CNTs 4种W基材料。研究结果表明,机械球磨能显著降低复合粉的晶粒尺寸和增加晶格畸变。经机械球磨后热压的样品中W-TiC的致密度最好,密度达到18.36g/cm3;W-Ni和W-CNTs的密度分别为17.97g/cm3和18.23g/cm3,具有较好的致密性;W-Ni-CNTs样品密度为15.84g/cm3,致密度略低。微观组织分析表明:添加TiC粒子可以显著改善材料的烧结行为,但晶粒较大;添加少量Ni制备的样品,不仅致密度高,而且晶粒较小;添加CNTs可以改善W的烧结行为,同时能够抑制晶粒长大和对W晶界起到强化作用;同时添加Ni和CNTs样品的致密度较低,需要对Ni和CNTs的添加量及烧结工艺条件进一步优化。结合微观组织分析与显微硬度测试结果,发现W烧结体的显微硬度不仅和材料密度有关,而且和W晶粒大小及掺杂相有关。     

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℃。     

Cr50Cu50 alloys produced from submicrometre structured powders through hot pressing at different pressures

In this study, two different compositions of submicrometre copper and chromium powders were mixed and the Cr50Cu50 alloys were fabricated via the powder metallurgy technique. The research imposed various hot pressing pressures, while the temperature was maintained at 1050°C for 1?h, respectively. The experimental results showed that the Saint Venant's effect obviously appeared in 1050°C, 48?MPa, 1?h hot pressing Cr50Cu50 alloys, which led to differences in the surface and internal hardness of the specimens. As a result, the optimal parameters of hot pressing of Cr50Cu50 alloys were 1050°C, 36?MPa for 1?h possessing the highest transverse rupture strength value (921.69?MPa). Moreover, the surface hardness increased to HV_0.2 221.78 (HRB 95.4), the relative density reached 97.15% and apparent porosity decreased to 0.10%, respectively. Furthermore, the resistivity decreased to 5.28?×?10^?6?Ω?cm, and ICAS was enhanced to 32.65% after the optimal procedure.     

添加W/Cr和WC/Cr3C2对铁基金刚石锯片性能的影响

以Fe-30%Cu(质量分数)合金粉末、单质Sn粉和Cu粉的混合粉末为基体,分别用W/Cr/Ni混合粉末和WC/Cr3C2/Ni混合粉末作为添加剂,制备金刚石锯片胎体材料,并利用加压烧结方法制备金刚石锯片。分析胎体材料的致密度、组织结构和力学性能以及金刚石锯片的切割性能。结果表明:胎体中添加Ni-W/Cr或Ni-WC/Cr3C2后,硬度、冲击韧性和抗弯强度最大增幅分别达到19.2%、11.7%和6.9%,致密度由96.50%降至93.1%～94.8%;胎体材料中添加2.44%W和2.44%Cr(体积分数)的金刚石锯片具有最优的干切性能,磨耗比和切割速率分别达到105.3 m/mm和1.66 m/min;添加4.36%WC和0.67%Cr3C2(体积分数)的金刚石锯片具有最优的湿切性能,磨耗比和切割速度分别达到109.6 m/mm和2.17 m/min。     

冷等静压法制备Mo-30Cu合金的组织与轧制性能

采用冷等静压法(cool isostatic pressing,CIP)制得大尺寸钼骨架,对骨架进行渗铜制备Mo-30Cu合金,并在350℃进行温轧,研究CIP压力及熔渗温度和熔渗时间对合金致密度的影响以及合金的轧制性能。结果表明:采用冷等静压法在120~180 MPa压力下可制备孔隙分布均匀,无分层等缺陷的钼骨架,熔渗后坯料的线收缩率随CIP压力增加而逐渐降低,最佳CIP压力为160 MPa;在一定范围内升高熔渗温度与延长保温时间均有助于提高合金致密度;冷等静压–溶渗法制备的高致密Mo-30Cu合金具有较好的温轧性能,有效提高了大尺寸试样的加工性能。CIP压力为160 MPa压制的骨架在1 350℃渗铜6 h后相对密度达到99%以上,合金的温轧变形量可达到65%。