高能球磨Cu-Zr复合粉体的特性与压制烧结过程研究

文章介绍了采用高能球磨法制备Cu-Zr复合粉体,采用SEM、XRD等方法研究粉体的机械合金化过程,并进一步研究了其冷压成形和烧结过程.结果表明:随着球磨时间的延长,一部分Zr固溶到Cu中,形成Cu-Zr过饱和固溶体,另一部分则与铜生成铜锆金属间化合物;粉体由片状转变为近球状,显微硬度逐渐增加;当球磨超过15 h后,复合粉体硬化,为了得到某一密度的压坯,需要更高的压制压力.     

Preparation of high-performance ultrafine-grained AISI 304L stainless steel under high temperature and pressure

Bulk ultra-fine grained (UFG) AISI 304L stainless steel with excellent mechanical properties was prepared by a high-temperature and high-pressure (HTHP) method using nanocrystalline AISI 304L stainless steel powders obtained from ball milling. Samples were sintered in high-pressure conditions using the highest martensite content of AISI 304L stainless steel powders milled for 25 h. Analyses of phase composition and grain size were accomplished by X-ray diffraction and Rietveld refinement. By comparing the reverse martensite transformation under vacuum and HTHP treat, we consider that pressure can effectively promote the change in the process of transformation. Compared with the solid-solution-treated 304L, the hardness and yield strength of the samples sintered under HTHP are considerably higher. This method of preparation of UFG bulk stainless steel may be widely popularised and used to obtain UFG metallic materials with good comprehensive performance.     

Preparation of NiO nanoparticles from Ni（OH）2-NiCO3-4H2O precursor by mechanical activation

A mechanical activation process was introduced as a facile method for producing nickel oxide nanopowders. The precursor compound Ni（OH）2-NiCO3-4H2O was synthesized by chemical precipitation. The precursor was milled with NaCl diluent. A high-energy ball milling process led to decomposition of the precursor and subsequent dispersal in NaCl media. Nickel oxide nanocrystalline powders were produced by subsequent heat treatment and water washing. Milling rotation speed, milling time, ball-to-powder ratio （BPR）, and nickel chlo-ride-to-precursor ratio were introduced as influential parameters on the wavelength of maximum absorption （λmax）. The effects of these pa-rameters were investigated by the Taguchi method. The optimum conditions for this study were a milling rotation speed of 150 r/min, a mill-ing time of 20 h, a BPR of 15/1, and a NaCl-to-powder weight ratio （NPR） of 6/1. In these conditions,λmax was predicted to be 292 nm. The structural properties of the samples were determined by field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and energy dispersive spectrometry.     

高能球磨Ti/Al复合粉固相反应烧结工艺

采用金相和能谱方法对Ti、Al箔的固相扩散反应行为进行了研究,建立了TiAl3相层厚度生长的计算公式.并在此基础上,探讨了球磨Ti/Al复合粉的两步固相烧结工艺.研究表明:两步固相烧结法可有效抑制烧结引起的粉末体变形,获得具有典型显微组织的致密烧结材料;尽管延长低温预烧时间可获得由TiAl与Ti3Al组成的热稳定性较好的组织,但组织致密度偏低,为了获得高致密的TiAl合金,仍需后续高温烧结.实验还表明,高能球磨促进了TiAl基合金组织细化,且球磨时间越长烧结组织晶粒越细小;双态组织中的层片组织含量随球磨时间延长而增加,但长时间球磨由于非晶化的出现又会引起层片组织含量下降.     

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.     

机械活化放电等离子烧结制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)固溶体

采用机械球磨方法制备(CeO2)0.8(SmO1.5)0.2纳米粉,并探讨了其适宜的工艺条件.分别用常规烧结和放电等离子烧结对所获纳米粉进行烧制,获得Ce0.8Sm0.2O1.9复合氧化物陶瓷,比较了两种烧结方法对材料结构与性能的影响.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对氧化物进行了结构表征,交流阻抗谱测试了其电性能.结果表明:两种烧结方法所得样品均呈现单一的立方萤石结构;机械活化(CeO2)0.8(SmO1.5)0.2纳米粉于900℃时放电等离子烧结10min即可获得致密度90%以上的烧结体;放电等离子烧结材料的电导率高于常规烧结材料.     

YAG陶瓷磨球注浆成型用浆料的流变性能研究

以高纯Al2O3和Y2O3粉体为原料,在浆料pH值为9．7,分散剂PAA-NHt体积分数为1．5％,固相体积分数为50％,球磨时间12h,增塑剂PEG体积分数为1．5％的优化工艺条件下制备出流动性好、分散均匀的Y2O3-Al2O3混合浆料,利用注浆成型制备YAG陶瓷球形生坯,在60℃干燥24h条件下,球坯相对密度可达50％以上,球坯圆度偏差仅0．5346％,陶瓷球坯颗粒分布均匀．以体积分数0．8％的SiO2为烧结助剂,在1650℃保温6h,采用液相法烧结获得了自磨损率仅5．68×10^-6／h的YAG新型陶瓷磨球,可用于高性能YAG陶瓷的制备．     

粉末铁基高温合金的制备工艺研究

采用粉末机械合金化-温压成型-真空烧结等方法制备了氧化物弥散强化铁基高温合金MA956,并对其制备工艺和组织性能进行了研究。结果表明,高能振动球磨4h粉末颗粒细小均匀,已经基本实现了合金化,将其在120℃、500MPa条件下进行温压成型,压坯密度比常温模压工艺提高了0．3g／cm3;烧结温度对烧结体组织和性能有较大的影响,粉末压坯在1350℃烧结其致密度最高,为90．8％,且显微组织致密性好。     

新型TiC钢结硬质合金致密化技术

采用行星式球磨机对Fe-3.0Cr-3.0Mo-0.5Cu.0.5C-33TiC新型钢结硬质合金混合粉末进行高能球磨,对烧结后的合金进行热等静压和锻造处理,研究球磨时间、热等静压及锻造工艺对合金组织、性能及孔隙度的影响.研究结果表明:高能球磨使粉末细化和成分均匀化,促进烧结进程,随球磨时间的延长,合金组织细化且致密;热等静压和锻造工艺可进一步减小和消除合金中烧结后残留的孔洞等缺陷;锻造作为最后工艺,可使TiC颗粒之间的连接破碎,促使硬质相颗粒弥散分布,从而改善烧结组织,提高合金的致密性及力学性能.     

碳纳米管/铝基复合材料的制备与性能

采用石蜡作为修饰剂分别对CNTs-COOH和纯Al粉进行修饰,物料经过粉碎、球磨、干压成型后,分别在650℃、670℃、690℃、720℃进行烧结,将烧成的坯体在500℃、30MPa压力下进行热压后挤出成型.分别采用硬度仪、万能试验机测试了样品的硬度及拉伸性能,利用扫描电镜观察烧结样品的断面形貌.结果表明:采用石蜡修饰后的CNTs,表现出较好的分散性;当复合材料的烧结温度为670℃时,制备得到CNTs(石蜡)/Al复合材料具有较高的硬度和较大的拉伸应力,复合材料呈现明显韧性断裂.     

真空和乙醇保护球磨对Mg合金粉末的影响

分别考察了真空和乙醇保护球磨对Mg合金粉末的影响．图像分析球磨粉末的扫描电子显微镜照片，显示乙醇保护球磨的粉末粒度较真空保护球磨粉末小，分布范围较宽，但颗粒规则度较差．X射线衍射分析表明球磨过程中粉末的晶粒尺寸逐渐减小，存在晶粒稳定值，相比之下真空保护球磨得到了更细小的晶粒．球磨初期，由于沿惯习方向的滑移在乙醇保护下获得的粉末中出现了（002）织构，但随着塑性变形的随机化又逐渐消失．X射线能量色散谱仪分析和比较表明真空保护球磨粉末中引入的O和Fe杂质较少．综合比较认为真空保护球磨Mg合金粉末的质量较好，但乙醇保护球磨更好地揭示了球磨过程中Mg合金粉末微观结构的变化．     

机械合金化Fe100-xNix系微结构的XRD研究

用机械合金化方法制备了Fe100-xNix（x=10、20、30、40）系粉末样品,利用X射线衍射谱方法分别研究了球磨时间和Ni含量对样品微结构的影响,结果表明：Fe70Ni30样品经球磨24h后就形成了过饱和的Fe（Ni）固溶体;经36h机械球磨后的Fe100-xNix样品Ni含量x（x≤40at％）越大,越不易形成单一的过饱和固溶体,且越易诱导α—Fe（bcc）产生向γ—Fe（fcc）的结构相变,相变所需的球磨时间愈短;经球磨相同时间80h后,样品Fe70Ni30有非晶产物生成,而Fe80Ni20仍然是bee结构的Fe（Ni）饱和固溶体,这表明Ni含量也会影响非晶变化的发生．     

球磨工艺对Ti/HA复合材料原始粉料细化的影响

在不同球磨介质中对Ti+30%HA配比的原始粉料进行高能球磨,通过TEM,SEM和EDX对球磨前、后的粉末进行观察,研究球磨工艺对Ti/HA复合材料原始粉料细化的影响.研究结果表明:随着球磨时间的延长,采用干磨工艺时,HA粉明显细化,Ti粉的细化程度不明显,HA粉堆积覆盖在Ti粉大颗粒上;采用湿磨工艺时,HA粉和Ti粉都明显细化.表明湿磨工艺可以提高球磨的细化效果,提高HA粉在Ti粉中的均匀弥散分布程度.     

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。     

球磨过程中粉末的行为变化

在不同的球径、转速、球料比和球磨介质等条件下,对多种微细粉末（Ｆｅ,Ｃｒ,Ｎｉ,Ｍｏ,Ｃ,ＷＣ和ＴｉＣ）进行了一系列球磨试验．结果发现,采用高转速、大球料比、合适的球径以及湿磨状态可以改善球磨效果．另外,单质粉末的晶体结构类型是决定其球磨难易程度的一个重要因素．对于金属碳化物,则主要归因于其脆性的影响．此外,还探讨了单质铁粉在球磨过程中粒度与时间的数学关系．     

机械力化学/晶化法合成纳米水滑石

以水镁石、Al(OH)3和Na2CO3为原料,采用机械力化学/晶化法合成纳米水滑石,研究了干磨时间、球磨转速和球料质量比对水滑石晶体结构的影响,并采用XRD和FE-SEM等手段对水滑石的晶体结构和表观形貌进行表征.结果表明,干磨时间、球磨转速和球料质量比的增加均有利于纳米水滑石的形成,但当超过适宜实验参数,继续增加时就会有杂相生成;在干磨时间为6 h,湿磨时间为2 h,球磨转速为250 r/min,球料质量比为50的条件下得到的纳米水滑石晶型完整单一,具有规则的六边形结构,平均晶粒粒径约为40nm.     

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.     

电弧等离子体法制备Mg-Ni储氢合金粉体

采用Mg粉、Ni粉混合,经球磨、烧结等不同工艺制备电弧阳极材料,通过直流电弧等离子体法制备了Mg-Ni储氢合金超细粉。用XRD、TEM、ICP分析手段研究了粉体的相组成、形貌、成分等。物相分析显示,Mg粉、Ni粉混合烧结后基本都转化为Mg2Ni相;经直流电弧等离子体后,Mg相增加,同时生成了MgNi2相,证明在电弧作用时母相Mg2Ni发生了分解生成Mg和Ni相,Mg与Ni再反应生成Mg2Ni和MgNi2。成分分析显示,烧结形成Mg2Ni后再经电弧作用更利于Ni的析出。TEM结果显示:Mg颗粒形貌近似六方形,颗粒大小为100~600nm;Mg2Ni颗粒附着在Mg大颗粒的表面,大小在10~50nm之间。纳米Mg2Ni颗粒附着在超细Mg粉上的这种结构将有助于改善Mg的吸放氢性能。     

灵武煤制水煤浆级配技术研究

在提出间隙级配模型的基础上,用QQ4A／B轻型球磨机和PSI-200拍击式标准振筛机,分析了煤料粒度为0．1～1．0,0．3～1．25mm,m（钢珠）：m（煤）=8：1～12：1,研磨罐转速为90～110r／min,研磨时间为15-60min条件下,钢珠添加种类对研磨效率的影响;并用DV-1＋PR0黏度计测试了浆体黏度．结果表明,用直径间隙法可以获得较高浓度的水煤浆,其中钢珠添加种类为R1：R2：R3=1：0．414：0．291模式下水煤浆浓度较大．     

TaC含量对YG类稀土硬质合金性能的影响

采用5种不同TaC含量的超细WC-Co类稀土硬质合金粉体,经过高能球磨72 h,冷压成型后在1 380℃下真空烧结制备成硬质合金试样.重点讨论TaC含量对合金性能和微观结构的影响.结果表明,TaC的加入有利于提高合金的物理性能,并且有晶粒长大抑制作用.