自蔓延高温合成法固化高放核废料的研究

采用新型氧化剂CrO3,自蔓延高温合成了含Sr2 的钙钛矿.分析了自蔓延高温反应的理论基础,并以XRD、SEM和电感耦合等离子体原子发射光谱仪,分析合成产物的物相、显微结构及浸出率.结果表明:CrO3可将反应燃烧温度由常规1900K提高至2945K;当SrO含量为10wt%时,可以获得较好的钙钛矿物相;当SrO含量为20wt%时可获最低浸出率2.8×10-3g/m2·d.此外,不同配比固化体浸出率皆小于0.13×10-1g/m2·d.     

自蔓延高温合成钴-钛系多孔合金

采用自蔓延高温合成制备了Co-Ti多孔体新型人体骨、关节材料.以Ti粉和Co粉按原子比Ti:Co=1:1与Ti:Co=2:1 2种配比的原料,在10 Pa负压条件下,500℃预热2 min点燃进行自蔓延合成反应.对反应产物进行XRD分析和SEM观察及力学性能测试.结果表明,2种合成产物分别为单相CoTi和COTi2.CoTi的结构和力学性能比CoTi2优越.其孔隙率为40.9%,抗压强度308 MPa,抗折强度134 MPa,弹性模量11.6 GPa,与人体骨、关节具有很好的力学性能相容性.因此用SHS法制备的CoTi多孔合金有望作为一种新型人体植入材料获得开发应用.     

金属基复合材料3D冷打印技术

3D冷打印技术是一种在室温或低温(<100℃)条件下打印金属零件的新型3D打印技术。3D冷打印技术突破了传统制造工艺在外形上的限制和普通金属3D打印技术在原材料选择上的局限,可高效率、一体化地生产形状十分复杂的金属零部件。3D冷打印技术以低黏度的金属料浆为打印原料,通过打印机喷头将金属料浆喷射到打印平台上,同时以不同的加热方式引发金属料浆中有机体的聚合反应形成三维网状结构,将金属粉体固定,使金属料浆迅速固化,实现金属零件的逐层打印。文章重点介绍利用该核心技术——3D冷打印技术制造GT35钢结硬质合金封闭式叶轮和YG8硬质合金角度铣刀的过程,并提出通过3D冷打印技术一体化成型结构混杂复合材料的设计理念——借鉴多喷头彩色打印的原理,以多个喷头交替喷射不同成分和含量的金属料浆,即可同步打印结构混杂复合材料,使得交替贴合、单面贴层、双面贴层以及表面嵌条等结构混杂类型中一种或多种组合构成的复合材料能够一体化成型。     

钨酸铵溶液浓度对超微钨粉形貌的影响

以钨酸铵溶液为原料，采用超声喷雾干燥法制备了超微钨粉。研究了该方法中钨酸铵浓度对超微钨粉形貌的影响。结果表明，当溶液中钨酸铵的浓度为10%时，得到了球形度很好的非完全结晶的前驱体。当钨酸铵浓度达25％时，得到了层片状的晶态前驱体。钨酸铵溶液浓度对干燥时晶体生长速度具有重要的影响。分别采用这2种前驱体在630℃，保温30min和氢气流莆4L／min条仲下能够完全还原，得到超微α—W粉。所制得的钨粉形貌完全遗传了其前驱体的形貌，分别得到球状和层状钨粉。球状钨粉由纳米颗粒聚集而成。片层状钨粉的厚度在1mm以下。     

Cu-Fe-Cr原位复合材料中的纤维相

通过感应熔炼、铸造、锻造和冷拔变形制备了Cu-16Fe-2Cr(质量分数,％)原位复合材料,最终线材(其轧制后的冷拔变形量达到η=ln(A_0/A)=5.42,A_0和A分别为冷拔起始和冷拔后线材的横截面面积)的抗拉强度为980 MPa。将Cu基体选择腐蚀后提取出纤维,采用SEM和TEM观察分析纤维相组织形态。在较低的应变量时,一些Fe—Cr纤维保持着与铸态树枝晶相同的bcc单晶结构,选区电子衍射表明纤维已经形成了〈110〉织构。在较高的应变量时,单根Fe-Cr纤维分为一些由晶界隔开的平行亚单元(宽度约为100 nm),通过亚单元共同的[110]衍射获得了晶粒之间的相对取向关系,相邻晶粒的偏差角在11°—82°之间。根据Hall-Petch关系讨论了原位复合材料的强度问题。     

金刚石热管理材料的研究进展

金刚石热管理材料已成为目前电子工业理想的散热材料之一。文章综述了金刚石热管理材料的研究现状和发展趋势,分析了影响金刚石热管理材料热导率的相关因素。结合复合材料热导率模型和实验研究,探讨金刚石-金属界面导热机制,提出了形成粘结强度高、界面热阻低的金刚石-金刚石有效导热通道有助于获得高导热封装材料。金刚石热管理材料在电子领域的应用前景广阔。     

凝胶离心成型制备316L-TiC复合材料

将凝胶离心成型工艺应用于316L-TiC复合粉末的坯体成型,研究了固含量对316L-TiC复合粉末浆料流变性的影响以及引发剂的加入量对粉末浆料固化时间的影响,分析了凝胶离心成型工艺中离心转速与316L-TiC坯体的密度和强度的关系。结果表明:以油酸作分散剂,制备稳定且流动性好的浆料的最佳固含量为55%(体积分数);引发剂的加入量为0.7%(占预混液的质量分数),采用自行设计的离心成型机,选择最佳转速3000rpm,制备出的坯体密度高、无残留气孔,相对密度64.3%,强度26.3MPa。坯体经真空脱胶烧结1380℃保温1h制备出316L-TiC合金管,烧结体收缩均匀无变形,TiC颗粒呈均匀分布。     

锶铁氧体胶态振动注模成形技术研究

通过絮凝、振动脱水工艺处理,获得固相体积分数达50%的锶铁氧体浆料,实现了高质量锶铁氧体坯体的胶态振动注模成形.分析了工艺条件对成形过程及样品质量的影响.实验表明:胶态注模成形比凝胶注模成形需要加入更多的单体与交联剂才能得到坯体强度相当的坯体;烧成后的锶铁氧体的剩余磁感应强度为420 mT,矫顽力H_(cb)为270 kA/m,最大磁能积(BH)_(max)为34 kJ/m~3.     

稀土添加量对TiC基钢结硬质合金性能的影响

采用真空烧结法以TiC粉、纯Mo粉、纯Cr粉、羰基Fe粉、鳞片状石墨等为原料,制备了TiC基钢结硬质合金,并采用含Ce的环烷酸稀土作为成形剂,通过加入不同含量的Ce元素对其进行改性。利用SEM、万能实验机、洛氏硬度计等对烧结试样进行显微组织和性能分析。结果表明,添加稀土元素进行改性后的合金试样接近全致密;同时,TiC更加均匀地分布于基体中;添加Ce元素质量分数为0.2%时,合金抗弯强度达到最大值,相比不含Ce的合金试样提高近28%。     

凝胶注模工艺制备医用多孔Ti-Co合金的性能

采用凝胶注模工艺制备含8%和12%Co(质量分数,下同)的多孔Ti-Co合金,研究获得均匀悬浮稳定浆料的分散剂加入量。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、压缩和三点弯曲试验分别对多孔Ti-Co合金的显微结构和力学性能进行了测试和分析。结果表明,加入1%分散剂可获得分散效果最佳的悬浮浆料,所制备多孔Ti-Co合金的孔隙率在50%左右,孔隙呈三维通孔结构。与多孔纯钛相比,添加Co元素明显提高了多孔Ti的力学性能,其中压缩强度在68～378MPa之间,抗弯曲强度在53.68～169.17MPa之间,弹性模量在7～21GPa之间。固相体积分数为33%,在1100℃下烧结的多孔Ti-8%Co合金由于与成人骨的力学相容性最好,适合作为医用植入材料。