粉末特性对30CrMnSiNi2A钢组织和性能的影响

采用水雾化（water atomization,WA）、气雾化（gas atomization,GA）和等离子旋转电极雾化（plasma rotating electrode process,PREP）方式制备30CrMnSiNi2A钢粉,对比分析了不同雾化粉末的特征及其烧结体的组织与性能。结果表明:不同雾化粉末的形貌、粒度分布、氧含量及流动性等特征均存在一定差异,其中水雾化和气雾化粉末中存在空心粉和卫星粉,等离子旋转电极雾化粉末无内部缺陷,具有优异流动性,且氧含量最低。三种雾化粉末的烧结样品组织均为粒状贝氏体,但呈现出不同的原始颗粒边界形貌,随粉末氧含量的降低,原始颗粒边界处夹杂物尺寸减小,成分由富Al氧化物变为富Al、Si氧化物。相比于水雾化和气雾化粉末,等离子旋转电极雾化粉末的烧结样品拉伸性能最优,其拉伸强度和伸长率分别为1310 MPa和11.5%,这得益于良好的粉末质量和低的氧含量。     

稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和力学性能的影响

在铝合金粉末中添加质量分数为0、0.2%、0.4%及0.6%的稀土元素Y,利用粉末冶金法制备2A12铝合金。通过金相组织观察、X射线衍射分析、扫描电子显微形貌表征、能谱分析及力学性能测试等手段,研究了稀土元素Y对粉末冶金2A12铝合金组织和性能的影响,总结了Y在铝合金中的分布特征。结果表明,当稀土元素Y的质量分数为0.2%时,2A12铝合金抗拉强度最高,塑性最好;添加Y可以抑制铝合金晶粒在烧结过程中的长大;稀土元素Y主要以YAl相、Cu₂Y相和YAl₂相的形式分布在基体晶界处,少量Y固溶在铝基体中。     

烧结温度对30Cr粉末冶金低合金钢组织与性能的影响

采用气雾化制粉-热压烧结工艺制备30Cr粉末冶金低合金钢,研究烧结温度对其显微组织及力学性能的影响。采用扫描电镜、洛氏硬度计、力学试验机等对不同烧结温度下获得的样品进行分析。结果表明:在1100~1200℃的烧结温度下,随着烧结温度的升高,30Cr粉末冶金低合金钢烧结样品的孔隙数量不断减少,孔隙尺寸也不断变小;样品组织为粒状贝氏体,由板条状M/A岛和多边形铁素体组成,随着烧结温度的升高,M/A岛逐渐增多并不断长大;随着烧结温度的升高,烧结试样的密度、硬度、拉伸强度和屈服强度均不断提高,这与烧结试样孔隙率减少和硬质M/A岛不断增多有关。当烧结温度继续升高到1225℃,样品出现过烧现象,样品内出现孔洞等缺陷,其力学性能下降。在烧结温度为1200℃时样品得到最优性能,其拉伸强度和延伸率分别可达1288 MPa和12.52%。     

纳米Ag颗粒/In-3Ag复合焊料的微观组织演变

通过外向法制备纳米Ag颗粒/In-3Ag复合焊料, 研究在多次回流过程中, 添加不同含量的纳米Ag颗粒对In-3Ag焊料焊点基体组织和界面IMC层(intermetallic compound)的影响规律, 采用SEM、HRTEM、能量色散仪(EDS)和电子探针(EPMA)分别对焊点基体及IMC层的微观结构及成分进行观察和分析。研究结果表明: 纳米Ag颗粒能诱发晶粒成核, 多次回流后, 复合焊料基体中颗粒状二次相AgIn₂没有明显长大现象; 通过塞积扩散通道和表面吸附效应, 纳米Ag颗粒能显著抑制焊料界面IMC层在多次回流过程的生长; 纳米Ag颗粒的合适添加量为0.5%(质量分数,下同), 当添加1%时, 颗粒团聚, 导致界面处出现球形AgIn₂, 降低焊料的力学性能。     

基于有限元法对电子束熔炼提纯钨过程的温度场模拟

采用ANSYS软件对电子束熔炼提纯钨过程中的温度场进行数值模拟,探讨了不同工艺参数(熔炼功率(P)及扫描半径(R))对熔体温度及熔池形状的影响。采用已模拟的工艺参数,在250 kW电子束设备上进行了提纯钨的实验验证,并用电感耦合等离子体光谱法(ICP-MS)对熔炼钨锭的成分进行分析。结果表明,熔炼功率和扫描半径对熔体温度和熔池形状都有一定的影响。随着熔炼功率的增加,熔体温度线性增加;随着扫描半径增大,熔体最高温度随之增加,但增加速率逐渐减小,最后趋于平衡;熔炼功率和扫描半径的细微变化皆能引起熔池形状和大小的显著变化,当熔炼功率和扫描半径过小(P=110 kW,R=10 mm)时,由于施加温度过低,铸锭熔解困难,无法形成熔池,随着熔炼功率及扫描半径的增大,熔池宽度和深度均有所增加。对模拟结果进行分析得到熔炼提纯钨的最佳条件为P=130 kW,R=15 mm,在此条件下杂质Cd,As,K,Mg,P的脱除率分别为95.0%,90.0%,75.0%,71.4%和71.4%。实验验证表明所建数学模型对电子束熔炼提纯钨具有较好的适应性。     

Transient Liquid-Phase Sintering Characteristic of W-Ni-Fe Alloy via Microwave-Assisted Heating

研究了W-Ni-Fe合金在2.45 GHz微波炉中瞬时液相烧结的致密化行为和力学性能。结果表明:微波辅助热场下的93W-Ni-Fe合金显示出优异的力学性能和快速的致密化过程,其压缩试样在1500℃下烧结5 min后,拉伸强度、延伸率、相对密度和硬度(HRC)分别是1200 MPa,16.6%,98.6%和42.0;在微波辅助热场下,试样烧结可以减少80%的烧结时间;微波辅助热场下的瞬时液相烧结有利于减少烧结时间,加快致密化过程,并且有利于钨晶粒的细化,获得组织均匀和综合性能高的W-Ni-Fe合金。     

钒/镍复合中间层扩散焊接钨与钢的界面结构及力学性能

通过添加钒/镍复合中间层,在1 050℃/10 MPa/1 h的工艺条件下,对钨/钢异种材料进行真空扩散焊接.采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子探针(EPMA)、纳米压痕、X射线衍射对接头的微观组织、元素分布及显微硬度进行分析和测试;对焊接接头的拉伸性能进行测试,并对拉伸断口的形貌特征,元素分布及物相组成进行分析.结果表明,采用钒/镍复合层可实现钨与钢的可靠焊接;钨/钢焊接接头界面区由钨-钒固溶体层、未反应的钒层、钒-镍界面层、未反应的镍层、镍-铁固溶体层五部分组成,其中钒-镍界面层结构为碳化钒层/钒-镍金属间化合物和碳化钒混合层/钒-镍金属间化合物层;钒/镍界面由于硬脆碳化物与金属间化合物的产生,具有最高的显微硬度,硬度高达9.7 GPa;接头强度达164 MPa,断裂点位于含脆性相碳化钒及钒-镍金属间化合物的钒/镍界面.     

93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯溶剂脱脂工艺

以93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯为研究对象,在研究溶剂脱脂动力学的基础上,考察溶剂种类、溶剂加入方式以及脱脂温度对溶剂脱脂过程的影响,并对脱脂前后的坯体断口进行SEM观察。结果表明:以正庚烷作为脱脂溶剂,具有较高的脱脂率,脱脂坯无鼓泡、开裂等缺陷;通过分段优化的脱脂工艺,在45℃的正庚烷中脱脂8 h,脱脂过程中周期性更换溶剂,最终可脱除65%以上的石蜡,且整个脱脂过程均为扩散控制,相应的动力学参数为1.6751×10-5 cm2/s。     

溶胶-凝胶法制备氧化铝纤维的组织结构与晶化动力学

以异丙醇铝和九水硝酸铝为铝源,去离子水为溶剂,聚合物A为纺丝助剂,采用溶胶-凝胶法制备氧化铝长纤维,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FR-IR)等,对纤维的形貌和组织结构进行观察与分析,并结合kissinger-akahira-sunose(KAS)法、flynn-wall-ozawa(FWO)法和Starink法研究纤维的结晶动力学。结果表明:凝胶纤维的直径约为4~7μm,纤维形貌良好,无明显开裂;当纤维以10℃/min的速率从室温加热至1 200℃时,纤维在800~900℃间由非晶相转变为γ-Al_2O_3,在1 100℃以上温度下γ-Al_2O_3转变为α-Al_2O_3;通过KAS法计算得到氧化铝纤维由非晶相转变成γ-Al_2O_3的激活能为412.1 kJ/mol,由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变的激活能为422.3 kJ/mol,与Starink法和FWO法的计算结果吻合良好,验证了KAS法计算结果的精确有效性。     

钨晶须/纳米线的制备工艺原理及最新研究进展

综述了钨晶须/纳米线几种典型的制备方法及其最新研究进展,如气相沉积法、金属催化诱导法、电化学蚀刻法、模板法等,介绍了气-固、气-液-固和气-固-固生长机制及模型,分析了钨晶须/纳米线在研究和应用中存在的主要问题,指出钨晶须/纳米线生长过程中的影响因素、生长模型建立及钨晶须/纳米线的形貌、组成和产率综合调控是未来重要的研究方向.