Cr粉在机械球磨过程中的机械力化学效应

研究了Cr粉在机械球磨过程中粒度分布、晶粒尺寸和显微应变随球磨时间的变化规律.探讨了机械球磨过程中Cr粉的形貌特点及其细化机理.结果表明:Cr的细化主要发生在球磨前期(5h),5h后细化速率明显减缓,球磨25h时,Cr粉的表面积平均粒径(1.383μm)和体积平均粒径(2.184μm)均达到最小,平均晶粒尺寸达到15.2nm,球磨细化效果最佳,球磨30h,粒度峰右移且分布范围变宽.在球磨20h内,随球磨时间的延长,Cr粉的晶粒尺寸减小,显微应变增大,当晶粒尺寸达到15nm左右时,显微应变出现了突降,随后显微应变随着晶粒尺寸的减小而减小.Cr粉细化的机理是:球磨初期Cr粉产生强烈塑性变形,缺陷密度剧烈增加,粉体发生强烈加工硬化,加速了粉体碎化;球磨25h冷焊和碎化达到动态平衡,粉体粒度达到最小;球磨30h后,粉体表面活性增大,粉体出现再次团聚.机械球磨法可获得形状规则的类球形Cr颗粒.     

溶胶-凝胶+机械球磨法制备纳米α-Al_2O_3/Ni复合粉体

采用溶胶-凝胶+机械球磨法制备了纳米α-Al_2O_3/Ni复合粉体,研究了α-Al_2O_3/Ni复合粉体的微观结构及其在球磨过程中的结构演变和形貌演变,探讨了复合粉体的球磨细化机理.结果表明:通过溶胶-凝胶法制备的复合胶体经1 200℃煅烧2h后可获得晶体结构完整的α-Al_2O_3/Ni复合粉体,粉体微观结构为脆性α-Al_2O_3纳米颗粒包覆于Ni颗粒表面的壳核型球形结构.在机械球磨过程中,α-Al_2O_3/Ni复合粉体的颗粒形貌经历了由球状到层片状再到类球状的变化,球磨20h时复合粉体的细化效果最佳.2种物相的晶粒尺寸在球磨初期细化速率很快,纳米晶α-Al_2O_3在球磨5h时平均晶粒尺寸迅速减小为27nm,球磨20h后出现部分非晶化;Ni晶粒尺寸则在5、10h时减小至22、17nm,球磨10h以后晶粒尺寸趋于稳定.复合粉体经球磨20h后可获得α-Al_2O_3弥散分布于Ni颗粒中的超级分散体系.     

机械化学还原法制备Al_2O_3-Mo_3Si/Mo_5Si_3纳米复合粉体

以MoO3、Si粉和Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3-Mo3Si/Mo5Si3纳米复合粉体.利用X射线衍射(XRD)、激光粒度分析仪(LPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和差热-热重分析(DTA-TG)等对复合粉体和球磨过程中粉体的固态反应过程进行表征.结果显示,MoO3-Si-Al混合粉体球磨5h后转变为Al2O3-Mo3Si/Mo5Si3复合粉体,反应为机械诱导的自蔓延反应.球磨20h后,Mo3Si、Mo5Si3和Al2O3的晶粒尺寸分别为27.5、23.3和31.8nm,产物具有纳米晶结构,粉体平均粒度为3.988μm,颗粒呈球形,分布均匀.DTA分析表明,复合粉体在机械化学反应过程中首先发生MoO3和Al之间的铝热反应,之后将发生一系列Mo和Si之间的反应,生成Mo5Si3和Mo3Si.     

二硅化钼机械球磨过程的研究

通过X射线衍射仪、电子显微镜和ZJM10T型搅拌机研究了MoSi2粉末球磨过程.结果表明:机械球磨过程中,MoSi2粉末的衍射峰强度随球磨时间的增加不断减弱且逐渐宽化;其机械化学变化随球磨时间的延长表现为:晶粒尺寸减小,显微应变增加,有效温度系数增加.机械化学效应因子之间的变化关系如下:晶粒尺寸与有效温度系数和显微应变呈逆变关系;显微应变随有效温度系数增加而增大.     

机械合金化制备纳米晶铁合金

用机械合金化方法制备了纳米晶铁合金。用X射线衍射仪，透射电子显微镜及穆斯堡尔谱仪分析了球磨时间对晶粒尺寸、微观应变及固态相变趋势的影响。结果表明，机械合金化加速了晶粒细化：球磨0．5h后，晶粒尺寸减小到65．27nm；球磨20h后，达4．14nm。随球磨时间延长，微观应变率先增大后减小，球磨10h后，达最大值0．422，然后减小。球磨20h后，有以(Fe，Cr)。C为主的新相生成。     

Mo-P合金机械合金化研究

采用高能球磨机,对Mo100-xPx(x=15,25,38,43,50,66.7,85,95 at.%)二元系统进行机械合金化研究,用X射线衍射仪对球磨后的合金粉末的结构进行了分析,用扫描电子显微镜对样品的形貌和粒度作了分析.结果表明在球磨100h后Mo-P系统的晶粒尺寸平均约为60nm.Mo和P在等成份附近时有相应的化合物MoP生成,其它成份时产生Mo(P)过饱和固溶体.     

Fe60 Co20 C20超细合金粉末的结构和磁性能研究

采用机械合金化方法制备出Fe60Co20C20超细合金粉末,对不同球磨时间的样品进行X射线衍射和磁滞回线的测量.X射线衍射分析结果表明:样品在球磨20 h后开始部分非晶化,在Fe-Co合金中加入C可促使其形成非晶;样品的晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,在一定的机械合金化条件下可获得Fe60Co20C20的非晶态超细合金粉末.VSM研究结果表明:球磨初期,样品的矫顽力增加;球磨20 h后,随着晶粒尺寸的降低矫顽力降低.机械球磨后晶粒尺寸是影响样品磁性能的主要因素.     

球磨时间对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织和力学性能的影响

以Mo、FeB、Cr、Ni、Fe粉末以及少量的C粉为原料,采用行星球磨法对其球磨后烧结制备Mo2FeB2基金属陶瓷,利用扫描电镜观察球磨粉及其烧结试样的组织形貌,并测定烧结试样的孔隙度、硬度和抗弯强度,研究原料粉末球磨时间对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明,随着球磨时间的增加,粉末粒度逐渐变小,Mo2FeB2基金属陶瓷的孔隙度明显降低,其硬度和抗弯强度明显增大,晶粒也随之细化;球磨30h原料粉末所制Mo2FeB2基金属陶瓷的综合性能最优,其硬度(HRA)达到90.2,抗弯强度达到1850MPa。     

机械合金化工艺对Fe-Ni合金显微结构的影响

对机械合金化制备的Fe-Ni粉体利用X射线衍射(XRD)进行分析，得到了不同Ni含量和不同球磨时间Fe-Ni纳米晶的XRD谱．实验表明，w(Ni)=10％和20％时，Ni溶入Fe晶格，分别在球磨20h和50h后形成单一的a(bcc)相；w(Ni)=50％时，其先后经历了γ(fcc)→←a(bcc)正逆转变，在球磨120h后最终形成单一γ(fcc)相．无论是a(bcc)相还是γ(fcc)相．它们的固溶度均比块体Fe-Ni合金显著提高．w(Ni)=35％时，则始终是两相共存．对试样的XRD谱采用3种不同的方法测定了Fe-Ni粉体的晶粒尺寸和显微畸变，发现经球磨20h后，不同Ni含量的粉体均呈纳米结构，并随球磨时间延长，Fe-Ni纳米晶的晶粒尺寸下降而显微畸变上升．     

机械合金化Fe-Cr-W-Ti-Y-(O)粉末特性

通过机械合金化制备了Fe-Cr-W-Ti-Y-(O)合金粉末,研究了球磨时间和球磨介质硬脂酸添加量对粉末特性的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,元素粉末的合金化程度、加工硬化效应及氧元素含量提高,晶粒尺寸减小;球磨48h后,W和Cr原子已完全固溶于α-Fe中,合金粉末晶粒尺寸减小至14.0nm,显微硬度(HV)为613.4,氧含量(质量分数)达到0.935%;加入一定量的硬脂酸可以有效地阻碍粉末颗粒的团聚并优化粉末的颗粒形貌和粒度分布,但会延缓粉末合金化进程.     

Cu-Zn-Al_2O_4复合粉末的机械合金化反应

采用X射线衍射仪、电子扫描、TEM透射电镜和DTA差热分析等手段,研究了在Ar气氛保护下Cu-Zn-Al2O4粉在高能球磨过程中发生的机械合金化反应,分析了不同球磨时间对α-Cu的晶格常数和粉体成分、形貌、热稳定性的影响.结果表明:随着球磨时间延长,Cu的晶格常数不断变化,晶粒尺寸可细化至22nm;高能球磨120h后,可获得纳米氧化铝颗粒弥散分布的Cu-Zn复合粉末;Cu-Zn-Al2O4混合粉在700-850℃之间加热时,会出现Al2O4的晶化转变,球磨时间越长,Al2O4晶化转变温度越高,固溶体的熔点温度降低,球磨60h后熔化温度可降为1045℃.     

纳米CeO_2/Ni60复合粉末的高能球磨法制备及其表征

以Ni60粉末和纳米CeO_2颗粒为原料,在氩气保护下采用高能球磨工艺制备了纳米CeO_2/Ni60复合粉末,并利用扫描电镜、X射线衍射和激光粒度分析仪等方法,对复合粉末的形貌、晶粒大小、微观应变及粒度分布进行表征和分析.结果表明:在球磨转速为350r/min,球料比为10∶1的条件下,随着球磨时间的延长,Ni60粉末晶粒不断细化,纳米CeO_2团聚体逐渐解聚,当球磨时间为10h时,纳米CeO_2颗粒均匀弥散分布在Ni60基体上,形成层片状复合粉末;经10h球磨后复合粉末的晶粒尺寸和微观应变分别为27.9nm和0.32%,并在球磨10h后,二者的变化趋于稳定.     

机械合金化对ODS铁素体钢粉末的微观形貌和结构的影响

研究了不同转速和球磨时间对氧化物弥散强化合金粉末的微观形貌和结构的影响.XRD和SEM结果表明:当转速为380r·min-1时,既能提高球磨效率,又可避免粉末在球磨过程中发生团聚.机械合金化中晶粒尺寸和平均颗粒尺寸的减小导致XRD衍射峰的宽化.当球磨时间为30h时,粉末平均粒径随着球磨时间的增加而迅速减小至13·4μm,粉末多呈球形,粒度分布较窄.SEM-EDS结果表明,各合金元素在粉末内部分布均匀.     

机械力化学法制备金红石型TiO2纳米晶体

研究了高能球磨机粉磨锐钛矿型TiO2的机械力化学变化过程.发现在一定操作参数(行星磨公转转速300r/min、自转200 r/min)条件下,粉磨初期(5 h)为无定形形成期,颗粒粒度减小,晶格畸变,转变为无定形,并形成金红石型TiO2晶核;粉磨中期(5～15 h)为晶粒长大期,金红石型TiO2晶粒长大;粉磨后期(15 h以后)为动态平衡期,晶粒长大与粉磨引起的晶粒减小处于动态平衡;XRD、TEM、FT-IR研究表明行星磨粉磨锐铁矿型TiO2可使晶型转变为金红石型TiO2,晶粒尺寸为14.1 nm,颗粒尺寸为20～40 nm.     

机械合金化方法制备细晶钛合金

采用光学显微镜、扫描电镜、力学性能分析等手段探讨了采用机械合金化技术制备细晶钛合金的工艺,研究了工艺参数对钛合金显微组织与力学性能的影响.研究结果表明,采用机械合金化技术和热压工艺可以制备出高致密度、显微组织均匀细小的钛合金,且延长机械合金化时间有利于提高显微组织的均匀度和细化晶粒,球磨36 h的粉末所制得样品的晶粒尺寸为6 μm,所制备的钛合金的力学性能与显微组织符合Hall-Petch关系.     

低温球磨制备纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金

利用低温液氮球磨技术制备了Al-Zn-Mg-Cu合金纳米晶粉末,并采用X射线衍射(XRD)对材料在球磨过程中的晶粒尺寸和微观应变进行了研究,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和差热分析(DSC)等测试方法研究了材料的固态相变以及热稳定性.研究表明,粉末晶粒尺寸随着球磨的进行逐渐减小,球磨10h后晶粒尺寸达到45nm;微观应变随着球磨的进行逐渐增大.粉末球磨过程中,MgZn2相逐渐减少,合金元素过饱和固溶于α-Al晶格之中.球磨10h后仅有少量的MgZn2相存在.制备的Al-Zn-Mg-Cu纳米晶粉末在低于709K下加热,粉末晶粒长大速度较慢,表明Al-Zn-Mg-Cu纳米晶粉末具有较高的热稳定性.     

液氮球磨制备Al-Zn-Mg-Cu纳米晶粉末及组织分析

利用液氮球磨技术制备了Al-Zn-Mg-Cu纳米合金粉末. 采用X射线衍射对材料在球磨过程中的固态相变、晶粒尺寸和微观应变进行了研究,利用金相显微镜和透射电镜观察了微观组织. 研究表明,随着球磨的进行,雾化粉末中的MgZn2第二相逐步减少,并最终完全超饱和固溶于α-Al之中. 低速(200 r·min-1)球磨10 h后仍有少部分粗晶存在于粉末心部;高速(400 r·min-1)球磨能够使粉末纳米晶粒更加均匀. 材料经过低速液氮球磨6 h以后平均晶粒大小稳定在45 nm,并保持到10 h不再变化;增加主轴转速到400 r·min-1继续球磨5 h后,粉末平均晶粒大小降到34 nm. 微观应变随着球磨进行呈现先增大后降低的趋势.     

A5083钢奥氏体晶粒度同变形量和加热时间的关系

晶粒度控制是大型锻件宏观力学性能控制的重要手段之一,通过对A508-3钢进行应变速率为1×10~(-3)s~(-1)的高温压缩实验、保温实验,测量材料的原奥氏体晶粒尺寸,分析得到该材料在10%、20%、30%、50%变形量下的晶粒度,以及随后保温过程中晶粒度变化的规律.结果表明,1 050℃时,变形量在30%以内,晶粒细化一级,达到50%变形时,晶粒细化两级;1 200℃时,50%以内的变形量下,晶粒细化一级;在1 050℃下,保温2 h以内,晶粒尺寸不会有明显变化,超过2 h后,晶粒长大明显,在1 200℃保温1 h以内,晶粒尺寸不会有明显变化.     

Fe-P二元系机械合金化研究

采用机械合金化方法,用行星式高能球磨机对Fe基合金中的Fe100-xPx(x=5,10,17,25,33,50,67)二元合金系统进行机械合金化研究,用X射线衍射仪分析球磨后的合金粉末结构,并用扫描电子显微镜分析样品的形貌和粒度。结果表明,用机械合金化方法可使Fe和P在P的成份小于20at.%时产生固溶体,在P的成份大于20at.%时有相应的化合物FeP或Fe3P生成;Fe-P系统在球磨100h后平均有效晶粒尺寸约40nm,都达到了纳米量级;扫描电镜的形貌结果显示,粉末颗粒很细,但聚集成团。     

纳米晶块体Ag-50Cu合金制备及显微组织研究

采用了机械合金化的方法,之后在750℃、58MPa的条件下经过热压制备出致密的块体纳米晶体Ag-50Cu合金,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析了合金的晶体结构及显微组织结构。其结果表明:其衍射峰偏移并且有明显的宽化,是由于球磨时间的持续的延长,晶粒的细化和应变的结果。Cu在Ag和Ag在Cu中的固溶度都明显有增加,当球磨时间为40h时,合金已经由双相变成亚稳态的单相,因为机械合金化粉末的非平衡态,其超固溶度溶质随热压过程的进行慢慢的脱溶分解出来,合金由单相变成了两相,富Ag的α相和富Cu的β相颗粒均长大,但都仍然保持它的纳米级尺寸。经过扫描电子显微镜(SEM/EDX)对样品的观察表明了该合金致密度非常的高且显微组织非常的均匀,讨论了晶粒的细化对合金显微组织的影响。