W-20wt%Cu超细复合粉末的制备和烧结

采用喷雾干燥-氢气还原法制备出W-20wt%Cu超细复合粉末,并对由该复合粉末所制得的压坯进行了高温烧结,利用SEM、XRD等分析手段对复合粉末的特性和烧结体的组织进行了表征和观察。实验结果表明,由该方法制备的W-20wt%Cu超细复合粉末颗粒细小,平均粒径在200nm左右;喷雾干燥后的氧化物复合粉末在还原后产生了新的合金相（Cu0.4W0.6）,还原后的复合粉末由Cu0.4W0.6相和Cu相组成,而且两相的晶粒度达到纳米级,其中Cu0.4W0.6相的晶粒约为33nm,Cu相的晶粒约为63nm;复合粉末具有很高的烧结特性,经高温烧结后合金致密度达到98%以上,而且金相组织分布均匀。     

Mo-8wt%Cu纳米复合粉末的制备和烧结

采用机械合金化法制备出Mo-8wt%Cu超细复合粉末,并对由该复合粉末所制得的压坯进行了液相烧结,利用SEM、XRD等分析手段对复合粉末的特性和烧结体的组织进行了表征和观察,实验结果表明,该方法制备的Mo-8wt%Cu超细复合粉末颗粒细小,平均粒径在300nm左右,高能球磨后的复合粉末由Mo-Cu过饱和固溶体相和Cu相组成,而且两相的晶粒度达到纳米级,其中Mo-Cu过饱和固溶体相的晶粒约为106nm,复合粉末具有很高的烧结特性,经高温烧结后合金致密度达到98.5%以上,而且金相组织分布均匀。     

纳米陶瓷微米高温合金复合涂层组织与性能

采用溶胶-凝胶化学包覆法制备纳米陶瓷微米高温合金复合粉末,用HVOF喷涂技术制备了复合涂层,采用SEM观察和摩擦磨损实验分析了复合粉末和复合涂层的组织和性能.研究表明:复合粉末是以纳米陶瓷为外壳包覆微米级高温合金颗粒核心的核壳式结构;陶瓷壳在喷涂过程中形成液相与高温合金液相熔合,烧结成致密陶瓷相,部分陶瓷在冷却过程中析出结晶体;复合涂层与基体的结合强度为59.2 MPa,摩擦系数为0.766,磨损率比纯高温合金涂层降低了32%.     

熔盐电脱氧法制备锂离子电池负极材料Ni3Sn2合金的研究

以烧结的SnO2-NiO片体为阴极,高密度石墨碳棒为阳极,在850℃的CaCl2熔盐中进行电脱氧反应,制得了Ni3Sn2合金.研究了电解电压、电解时间对电解过程的影响.采用电子扫描显微镜(SEM)分析了样品电解前后的微观形貌;采用X射线衍射仪(XRD)分析了电解产物的相组成.结果表明,当电解电压在2.8～3.2V之间时,可制备出纯相的Ni3Sn2合金粉末,且电解电压越高,电脱氧反应速率越快.电脱氧过程是从外向里分步进行的.     

纳米晶Sm_2Co_(17)型块体永磁的制备及磁性能

制备了两种2∶17R型Sm-Co合金:Sm2(Fe,Cu,Zr,Co)17和纯二元Sm2Co17,并利用高能球磨和放电等离子烧结(SPS)制备了致密的纳米晶块体合金,研究了其磁性能和相结构的变化。Sm2(Fe,Cu,Zr,Co)17具有较高的矫顽力,而纯二元Sm2Co17矫顽力基本为零。但高能球磨可快速降低Sm2(Fe,Cu,Zr,Co)17合金的矫顽力。利用放电等离子烧结非晶粉末制备了纳米晶块体合金,纯二元Sm2Co17合金具有较高的矫顽力,并且具有1∶7H相结构。而Sm2(Fe,Cu,Zr,Co)17合金则因为Fe-Co相及Sm2O3相的析出,具有较高的饱和磁化强度和极低的矫顽力。     

等离子旋转电极雾化法制备高品质Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金粉末

旨在制备高品质Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn粉末,为后续粉末高温钛合金构件的制备奠定基础。首先采用真空自耗电弧熔炼(VAR)技术制备Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金铸锭,对铸锭进行化学成分检测,并分析其合金元素损耗、成分均匀性以及显微组织和物相组成。利用制得棒料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP),选取不同转速制备得到钛合金粉末,将粉末筛分成不同粒度范围。研究了棒料转速与粉末理化性能间的关系。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)分别分析了粉末的物相组成、形貌和微观组织。研究表明:通过独特的压制电极设计,可制得成分均匀、元素损耗小的钛合金铸锭,且各合金元素含量满足国标的要求。铸锭微观组织为层片状结构,基体中存在少量大小不均的Ti5Si3硅化物相。PREP法制得的钛合金粉末呈正态分布,且球形度好,无空心球和卫星球。随着转速增加,小颗粒粉末占比增加,大颗粒粉末占比大幅度降低。粉末颗粒以胞状组织为主,存在少量的枝晶。合金粉末主要由α′马氏体相组成。相比合金铸锭,粉末中各合金元素略有损耗,O元素质量分数小于0.1%,有利于制得高性能的粉末钛合金。     

纳米Fe-Cu粉末的制备及其对铁基压坯烧结行为的影响

以化学共沉淀法制备出纳米Fe-Cu复合粉末并对其性能进行了表征,分别以此纳米Fe-Cu粉末和电解Cu粉与铁粉进行混合获得铁基粉末混合料,成形压坯在H2气氛中不同温度下进行烧结,测定基加入不同形态Cu(合金）粉末铁基烧结坯的烧结性能,结果表明,在相同的Cu添加量及烧结条件下,添加纳米Fe-Cu粉末较加入电解Cu粉于铁基压坯中可以明显地提高压坯烧结后的密度,硬度及强度等性能,而添加纳米Fe-Cu粉末压坯在较低温度下烧结可达到添加电解Cu粉压坯在较高温度下烧结后的性能水平,说明采用纳米Fe-Cu粉末形式向铁基压坯中引入Cu有利于制备高密度,高性能的铁基烧结材料。     

SnO2共混Fe2O3纳米氧化物的制备及其组织结构研究

用SnCl4和FeCl3为原料,采用化学共沉淀法制备掺杂Fe2O3的纳米SnO2,运用差热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)和透射显微镜(TEM)等方法对Fe2O3和SnO2混杂纳米粉末的物相和粒径进行了分析。结果发现：与纯SnO2相比,(1)掺杂Fe2O3可以降低前驱体Sn(OH)4分解制备SnO2纳米晶的焙烧温度,从纯Sn(OH)4的分解温度345．7℃下降到341．1℃;(2)掺杂Fe2O3可以有效阻碍SnO2纳米晶的团聚和长大,前驱体在650℃焙烧时,纯SnO2晶粒在25nm,而掺杂Fe2O3的SnO2晶粒可以保持在2nm左右;(3)掺杂Fe2O3使前驱体焙烧制备SnO2的温度范围更宽,对制备小于10nm的SnO2纳米晶,纯SnO2的焙烧温度范围在400～550℃,而掺杂Fe2O3的焙烧温度范围在400～650℃;(4)SnO2／Fe2O3复合粉末在650℃以下,其晶体结构保持溶剂SnO2的四方结构,部分Fe元素置换了Sn的位置;650℃以上,复合粉末从溶剂晶格中析出Fe2O3形成两相结构。     

水热法制备ZST微波陶瓷粉体

采用水热法制备了(Zr0.8Sn0.2)TiO4粉体,并借助于XRD、SEM、热分析等手段对反应后的结晶粉末进行了表征.实验结果表明,粉末性能受反应溶液pH值的影响显著.随着pH值的增大,晶粒的生长更加充分,完整.反应后的晶粒粒度为纳米尺度,表面活性大,有利于烧结.烧结温度在1260-1320℃之间,比传统固相法制备的ZST陶瓷烧结温度降低了300多度.     

纳米Al2O3化学镀铜粉杂质对烧结致密化的影响

用化学镀铜方法制备了纳米Al2O3化学镀铜复合粉末,并用常规粉末冶金方法对粉末的烧结特性进行了研究.纳米Al2O3化学镀铜复合粉末具有异常的粉末烧结特性和难于烧结的特点.通过对粉末清洗、热重分析(TG)、粉末及烧结试样的场发射扫描电镜(FT-SEM)及能谱(EDS)的观察分析,发现纳米Al2O3化学镀铜粉末表面吸附了化学镀溶液的杂质.这些杂质在粉末高温还原及烧结过程中发生热解,并在铜的表面沉积碳,影响了纳米Al2O3化学镀铜粉的烧结.     

高能球磨Ti/Al复合粉体低温烧结膨胀开裂行为

为了制备高密度的TiA l基合金,研究了高能球磨Ti/A l复合粉体的烧结性能.冷压坯在660℃以下真空反应烧结,采用排水法测定了烧结坯体积和密度变化,利用X射线衍射、扫描电子显微镜研究了坯料烧结过程中的相变和显微组织特征.结果表明,坯料在低温烧结过程中产生明显的体积膨胀和开裂.原因主要是低密度过渡金属间化合物TiA l3的形成,烧结过程中A l向Ti扩散留下的孔隙,高能球磨和压坯过程中产生的塑性变形以及Ti、A l反应烧结过程中的自蔓燃现象.适当延长球磨时间和严格控制烧结温度将有助于减少膨胀,避免开裂.     

机械合金化制备FeSiAl合金粉末的研究

采用机械合金化的方法制备了FeSiAl合金粉末样品。以硅钢粉和铝粉为原料,按摩尔分数Fe3Si0.4Al0.6配比,研究其机械合金化过程,并对机械合金化的机制进行探讨。用激光粒度仪、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜分析材料的粒度、形貌和结构。研究表明,Fe3Si0.4Al0.6混合粉末球磨30h后,粉末粒径可达18μm;Fe3Si0.4Al0.6混合粉末经高能球磨20h后,形成具有bcc结构的α固溶体;球磨继续进行,合金化的粉末和晶粒不断细化。     

TiAl纳米合金的机械活化-放电等离子原位烧结

（Ti-50％（原子分数）AD-10％Al2O3粉体经过球磨的机械活化（MA）后，用放电等离子烧结（SPS）工艺，在烧结的同时进行固化。采用机械活化-放电等离子烧结（MA—SPS）的方法原位烧结制备TiAl—Al2O3块体纳米材料。球磨前后，（Ti-50％（原子分数）AD-10％Al2O3粉体的衍射图（XRD）相似。MA后得到晶粒度〈25nm的纳米粉体，其中Al2O3起到机械活化和细化晶粒的作用，促使粉体快速纳米化。纳米粉体在温度低于800℃、烧结时间〈5min的烧结参数下，烧结成TiAl纳米合金。TiAl纳米合金的微观结构表明，合金有γ-TiAl和α2—Ti3Al双相组织。SPS原位烧结后，得到密度为3．73g／cm^3的（γ＋α2）双相组织，组成相的晶粒度〈130nm。     

锂离子电池负极SnCo合金的制备和电化学性能

分别采用固相烧结法和球磨法合成了SnCo合金,测试了其相组成和电化学性能,并考察了在两种合成过程中加入碳对相组成和电化学性能的影响。XRD分析表明,对于SnCo合金,烧结产物由CoSn相组成,球磨产物由CoSn2相和Co组成。添加碳以后,烧结产物仍由CoSn相组成,而球磨不能形成合金相。电性能测试表明,对于SnCo合金,颗粒和晶粒较小的球磨产物具有更高的容量和循环性能。碳的添加可以提高烧结产物的容量和循环性能。     

Effect of ball-milling time on the structural characteristics of biomedical porous Ti–Sn–Nb alloy

The structural characteristics of biomedical porous materials are crucial for bone tissue to grow into a porous structure and can also influence the fixation and remodeling between the implant and the human tissues. The current study has been investigating the effect of the ball-milling variable of time on the structural characteristics and pore morphology of a biomedical porous Ti–16Sn–4Nb (wt.%) alloy. The alloy was synthesized using high-energy ball milling for different periods of time, and the porous Ti–16Sn–4Nb alloy was fabricated by using a space holder sintering process. The resultant powder particles, bulk, and porous samples were characterized using a scanning electron microscope (SEM), laser particle-size analyzer, chemical analysis, X-ray diffraction analysis (XRD), and the Vickers hardness test. The results indicated that the inner pore surface, pore wall architecture, degree of porosity, pore size and the inter-pore connectivity of the sintered porous alloy are all considerably affected by ball-milling time.     

Morphological and phase evaluation of Al/15 wt.% BN nanocomposite synthesized by planetary ball mill and sintering

In this study, Al/15 wt.% BN nanocomposite was fabricated by high energy ball milling, cold compaction, and sintering process. Then the effect of milling process on the morphology change and phase evaluation was studied. The Aluminum (45 µm) and hexagonal boron nitride (70 nm) powders were milled using planetary ball mill under a pure argon atmosphere for various times of 75, 150, 300 and 600 min. The as-milled powders were consolidated at 400 MPa pressure and sintered at 600 °C for 60 min. The morphology change evaluation studied by using scanning electron microscopy (SEM) showed that the equiaxed composite powders were obtained after a short time milling process of 150 min. The steady state condition between welding and fracturing occurred by continuous milling up to 600 min. The results of X-ray diffraction patterns and differential scanning calorimetric (DSC) revealed that the BN particles completely decomposed to boron and nitrogen and dissolved in the Al matrix after 300 min of ball milling and the AlN and AlB₂ as in-situ phases were formed after sintering at temperatures above 580 °C.     

TiNi Shape Memory Alloy Foams Synthesized by Spacer Sintering and their Properties

Titanium （Ti） and nickel （Ni） elemental powders were blended by ball milling and the ball milled powders were employed to fabricate TiNi shape memory alloy （SMA） foams by spacer sintering. Effect of ball milling time on phase constitutes of the sintered TiNi alloy foams was studied by X-ray diffraction （XRD） analysis. Scanning electron microscopy （SEM） was used to characterize the porous structure, and compressive tests were carried out to evaluate the mechanical properties of＇the foams. Results indicate that porosities of the TiNi alloy foams can be controlled by using the spacer sintering method, and the porosities show a significant effect on the mechanical properties and shape memory effect （SME）.     

热压烧结(FeNiCoCr)100-x Al x (x=0、5)高熵合金的微观组织及力学性能

采用低能球磨-热压烧结制备了(FeNiCoCr)_100-x Al _x (x=0、5)高熵合金,并对其进行时效处理,研究了合金的组织结构与力学性能。结果表明：烧结态及时效态合金的微观组织均由FCC相和少量BCC相构成,其中FCC相中均存在孪晶,且未添加Al的合金中孪晶比例相对较高;添加Al的合金中BCC相较高,且时效处理后出现了大量小角度晶界。时效态FeNiCoCr合金具有最佳的综合性能,其压缩真屈服强度达545 MPa,弯曲强度和断裂韧性分别为1342±20 MPa和32.5±2.0 MPa·m^1/2,优异的力学性能归因于FCC相中退火孪晶的形成以及BCC相的析出。     

机械合金化制备Ag-Cu-Sn钎料的组织和热稳定性

研究了机械合金化制备Ag-Cu-Sn三元体系形成过饱和固溶体的可能性,并对所得到的非平衡球磨产物的组织结构、热稳定性及其铺展重熔后的金相组织进行了表征。结果表明,通过控制球磨工艺和第三组元含量,可得到以过饱和固溶体为主要组成相的钎料合金粉,减少或细化脆性金属间化合物相。真空退火时,富银固溶体相较稳定,富铜固溶体相易于分解生成Cu_3Sn,银锡化合物可分解形成Ag基固溶体和富锡相,铜锡化合物的分解产物则为多种中间相,随退火温度的升高,转变顺序逐渐向铜锡原子比例增大的方向进行。以过饱和固溶体为主要组成相的钎料合金粉在重熔后虽然仍存在金属间化合物相,但金相组织明显细化。     

多重结构Ti-B4C/Al2024复合材料的组织和力学性能

为了研究多重结构对铝基复合材料力学性能的影响,将气雾化态Al2024合金粉末与球磨不同时间的Ti-10%(质量分数,下同)B_4C复合粉末混合,采用热压烧结和热挤压的方法制备多重结构Ti-B_4C/Al2024复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验机对不同材料的显微组织与力学性能进行观察和测试,并对多重结构复合材料的强韧化行为进行讨论。结果表明:Ti-B_4C/Al2024复合材料多重结构包括基体Al2024、核壳结构Ti/Al₁₈Ti_2Mg_3组织和B_4C颗粒。向Al2024中加入5%预先球磨6h后的Ti-B_4C粉末时,其屈服强度从107MPa提高到122MPa,并且表现出与热挤压Al2024合金几乎相同的伸长率。当球磨时间延长至12h时,试样5TB-12h的伸长率可达到16.4%。然而,复合材料的伸长率随着Ti-B_4C添加量的增加而降低。