石墨对C/Cu复合材料微观组织及摩擦磨损性能的影响

利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备C/Cu复合材料,用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、摩擦学行为进行了分析.结果表明:C/Cu复合粉末中Cu相粉末由纳米/亚微米复合颗粒组成,石墨主要以纳米层片状结构和非晶态存在,放电等离子体烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;C/Cu复合材料烧结样品在摩擦过程中形成润滑膜,表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为氧化磨损、粘着磨损和剥层磨损.     

CoSb3的机械合金化合成过程及其放电等离子烧结

采用机械合金化(MA)在球磨转速为250r/min～350r/min条件下,制备颗粒直径为1μm～4μm的CoSb3粉末,然后利用放电等离子烧结(SPS)得到单相CoSb3块体材料.主要讨论了MA时间、转速以及SPS烧结条件对CoSb3相形成的影响以及MA机理.结果表明,在MA时间为36h时有大量CoSb3生成,但仍存在少量Sb和Co,MA时间过长会有大量CoSb2相生成,说明机械合金化时间存在一个最佳值;在SPS烧结过程观察到有压力突增现象,机械合金化时间越长的样品压力突增的温度点越高.本实验从非平衡热力学观点,解释了利用MA-SPS工艺制备CoSb3的过程.     

γ-MnM(M=Fe,Cu,Zn)合金的晶相组织与磁结构

β-FeSi2是用地壳中大量存在的硅和铁为原料制得的高温热电材料，采用放电等离子烧结(SPS)法即使对难烧结材料也能相当快速简便地制得烧结体。为了进一步改进SPS工艺，日本信州大学机械学院研究了SPS工艺与机械合金化工艺相结合的技术MA-SPS法，制取Fe-Si系热电材料的效果。     

CoSb3纳米晶块体热电材料的制备研究

采用机械合金化．放电等离子烧结工艺(MA-SPS)，在200℃～600℃之间制备了纳米晶CoSb3合金块体材料。采用XRD和TEM对材料的相组成和微观组织进行了测试分析。实验结果表明，烧结前粉末为高能球磨得到的平均晶粒尺寸为20nm～35nm的纳米晶CoSb3粉末，SPS烧结后CoSb3合金块体的平均晶粒尺寸小于100nm，其致密度达到了91．3％～99．6％。CoSb3块体的晶粒尺寸随着烧结温度的降低而减小，而密度却随着烧结温度的升高而增加。CoSb3纳米晶块体热电材料的制备机理是MA使粉末晶粒细化到纳米级，放电等离子烧结的快速、短时、低温和特殊烧结机理显著抑制了烧结时的晶粒长大。     

纳米Mg_2Sn增强镁基复合材料的组织与性能

利用纳米Sn粉高的表面活性,通过微米Mg粉与纳米Sn粉的机械合金化高效合成了含原位纳米Mg_2Sn相的复合粉末,将所得复合粉末热压烧结,获得高性能纳米Mg_2Sn增强镁基复合材料。对比研究了不同机械合金化时间对镁基复合材料组织、性能的影响。结果表明:随着机械合金化时间的延长,由纳米Mg_2Sn相组成的团簇尺寸不断减小,分布更加均匀,烧结态Mg_2Sn/Mg复合材料的各项力学性能也得到不断提高。     

稀土La对Al2O3/Cu复合材料组织与性能的影响

利用机械合金化法结合放电等离子烧结制备Al2O3/Cu铜基复合材料,采用XRD、SEM、硬度、抗拉强度和电导率等测试研究La含量对Al2O3/Cu复合粉末和烧结材料组织及性能的影响。结果表明:添加0.05%的稀土La有利于机械合金化过程中Cu晶粒的细化和Al2O3颗粒的弥散分布,从而提高烧结材料的显微硬度和抗拉强度。烧结材料的导电率随着La含量的增加先升后降,当La的质量分数为0.10%时,Al2O3/Cu复合材料的导电率提高11.3%IACS。     

磨球级配对MA-SPS原位合成Al_(13)Fe_4/Al复合材料的组织结构及力学性能的优化

采用机械合金化-放电等离子体烧结(MA-SPS)技术原位合成近全致密的Al13Fe4/Al复合材料.在MA过程中采用磨球级配对材料的组织结构和性能进行了优化.利用XRD,SEM,TEM,显微硬度计和力学性能测试系统等手段对粉末及烧结试样的组织结构和性能进行了分析表征.结果表明,相同MA时间下,采用磨球级配可有效提高球磨效果,其粉末粒径分布更均匀,固溶度也得到很大的提高.SPS烧结后,复合材料的组织由a-Al和金属间化合物Al13Fe42相构成.金属间化合物Al13Fe4相的形态分为大颗粒(1~2 mm)、超细颗粒(0.1~1.0 mm)和纳米颗粒(20 nm)3种,其中大颗粒和超细颗粒Al13Fe4由未固溶的Fe与Al直接反应原位生成,纳米颗粒Al13Fe4是Fe从过饱和Al(Fe)固溶体中析出生成.采用磨球级配处理的Al-10Fe合金含有更多大颗粒a-Al和超细颗粒Al13Fe4,因此它具有更优的综合力学性能,显微硬度为227 HV,抗压强度为845.8 MPa,最大塑性变形量为13.6%.     

机械合金化法合成Ti60Al40粉末及脉冲放电等离子烧结

采用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜对用机械合金化法制备的Ti60A l40纳米级粉末及其SPS烧结块体的形貌、组织及微观结构进行了研究。结果表明,Ti和A l的粉末随着球磨时间的延长有明显地细化趋势,球磨5h后产生非晶,20 h后完全接近非晶相。采用脉冲放电等离子烧结(SPS)技术,在1200℃温度下能够制备出较高硬度的Ti-A l金属间化合物块体材料。     

机械合金化法合成Ti60A140粉末及脉冲放电等离子烧结

采用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜对用机械合金化法制备的Ti60A140纳米级粉末及其SPS烧结块体的形貌、组织及微观结构进行了研究。结果表明，Ti和Al的粉末随着球磨时间的延长有明显地细化趋势，球磨5h后产生非晶，20h后完全接近非晶相。采用脉冲放电等离子烧结（SPS）技术，在1200℃温度下能够制备出较高硬度的Ti-Al金属间化合物块体材料。     

纳米Mg2Sn增强镁基复合材料组织与性能

利用纳米Sn粉高的表面活性,通过微米Mg粉与纳米Sn粉的机械合金化高效合成了含原位纳米Mg₂Sn相的复合粉末,将所得复合粉末热压烧结,获得高性能纳米Mg₂Sn增强镁基复合材料。对比研究了不同机械合金化时间对镁基复合材料组织、性能的影响,结果表明：随着机械合金化时间的延长,由纳米Mg₂Sn相组成的团簇尺寸不断减小,分布更加均匀,烧结态Mg₂Sn/Mg复合材料的各项力学性能也得到不断提高。