高能球磨制备纳米TiO2/纳米晶Cu超细复合粉体

采用高能球磨法制备了TiO2/Cu复合粉体并采用X射线衍射(XRD)、显微图像分析仪等测试分析方法,对球磨过程中复合粉末相结构、组织形貌和粒度分布的变化进行了研究.结果表明:球磨24 h后可形成纳米TiO2粉体/纳米晶Cu复合粉体,Cu粉晶粒达59 nm;随着球磨时间的增加,纳米TiO2团聚体逐渐嵌入Cu颗粒中,被很好地分散开,呈弥散分布;同时复合粉体粒度细化到300 nm以下,比表面积大大增加,粉体也由球形逐渐地过渡到多角形.     

机械球磨法制备CNTs/Al复合粉末

研究了机械球磨法制备CNTs/Al复合粉末的工艺过程,发现球磨工艺能形成良好的CNTs/Al复合粉末.研究了不同含量的碳纳米管量复合效果,发现不同含量的碳纳米管经过球磨工艺都能形成良好的CNTs/Al复合粉末.而对球磨时间的研究中发现,球磨需要一定的时间才能够把缠绕的碳纳米管球磨成短杆状,使碳纳米管均匀的分布在铝基体中.球磨工艺为制备CNTs/Al坯料提供了前提条件.     

机械球磨Ti_(50)Al_(50)复合粉的压制特性

研究了机械球磨Ti50 Al50 复合粉的组织与压制特性。结果表明 ,球磨导致粉末硬度增加 ,压制特性变差 ,这是由于球磨使层片结构细化 ,Ti和Al组元晶体缺陷增加和晶粒细化造成的 ;但球磨 3h形成纳米晶复合粉后 ,尤其是在球磨 7.5h开始发生非晶转变后 ,进一步球磨 ,粉末压制特性变化并不明显     

机械球磨Ti50Al50复合粉的压制特性

研究了机械球磨Ti50Al50复合粉的组织与压制特性.结果表明,球磨导致粉末硬度增加,压制特性变差,这是由于球磨使层片结构细化,Ti和Al组元晶体缺陷增加和晶粒细化造成的;但球磨3h形成纳米晶复合粉后,尤其是在球磨7.5     

双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究

以元素粉末为起始粉末,采用双步球磨法(球磨+热处理+球磨)制备TiAl基纳米晶多相结构粉末(粉末成分为Ti-47Al(at%)、Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)).采用xRD、SEM、EDs、DTA、粒度分布仪对两种粉末颗粒在球磨和热处理过程中的特性进行了表征和分析.结果表明,采用双步球磨法制备的多相结构纳米晶粉末杂质含量低,粒度分布均匀,合金元素弥散分布.一步球磨6 h获得Ti/Al均匀复合结构及实现Ti(Al)部分固溶;700℃,2 h热处理获得Ti3Al、Ti、Al3Ti、TiAl相,Al相已经消失;二步球磨实现晶粒尺寸、颗粒尺寸进一步细化.     

机械合金化制备纳米晶C/Cu复合粉末的研究

将粗铜粉和石墨粉按不同配比混合后进行机械合金化,并对机械合金化粉末的物相、合金化特征、晶粒尺寸进行了分析研究。结果表明,在球磨过程中,随球磨时间延长有越来越多的C原子溶入Cu的晶格,点阵常数随球磨时间和粉末中石墨含量的增加而增加,球磨24h时达到最大值,继续球磨,点阵常数略有降低。机械合金化可以使晶粒细化并产生大量孪晶位错和纳米晶界面,有利于原子扩散形成过饱和固溶体和非晶,C/Cu复合粉末球磨30h后晶粒尺寸可达到22nm。     

高能球磨工艺对CNTs/Cu复合粉末与材料性能的影响

采用卧式高能球磨和机械合金化工艺制备了纳米碳管增强铜基(CNTs/Cu)复合粉体,并采用真空冷压烧结法制备出CNTs/Cu复合材料。研究了高能球磨工艺参数对复合粉体与材料性能的影响,包括球磨时间和搅拌轴转速对复合粉体粒度、松装密度的影响,及其对该复合材料力学性能的影响。结果表明,高能球磨技术有利于CNTs与铜的界面结合和机械合金化。高能球磨的最佳工艺条件为搅拌轴线速度为4.2/5.4 m/s和球磨时间为2~4h,得到的CNTs/Cu复合粉体中位径11.76μm,松装密度1.356 g/cm3。CNTs/Cu复合材料的致密度达94%,硬度达92 HB,抗拉强度达138 MPa。     

机械合金化过程中Fe50Al50二元系的结构演变

利用高能球磨和后续热处理技术制备纳米晶Fe50Al50(摩尔分数,%)合金粉体.采用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变及热处理对合金化粉体结构的影响等进行分析,讨论其机械合金化合成机制.结果表明:球磨过程中Al向Fe中扩散,形成Fe(Al)固溶体.机械合金化合成Fe(Al)遵循连续扩散混合机制;球磨30 h后,粉体主要由纳米晶Fe(Al)构成,晶粒尺寸5.65 nm;热处理导致Fe(Al)纳米晶粉体有序度提高,转变为有序的B2型FeAl金属间化合物,粉体的晶粒尺寸增大,但仍在纳米尺度范围.     

冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的组织结构与性能

为制备基体相晶粒细小、增强相均匀分布的SiC/Al纳米复合涂层,以Al、SiC为原料,采用高能球磨法获得SiC颗粒弥散分布的纳米晶Al基复合材料粉末,利用冷喷涂技术低温成型制备了SiC/Al纳米复合涂层,分析了SiC含量对复合涂层相结构、晶粒尺寸、微观结构、硬度及磨损性能的影响规律。结果表明：冷喷涂可实现球磨纳米晶复合粉末结构的原位移植,所制备SiC/Al纳米复合涂层组织致密,微米及亚微米级SiC弥散分布在纳米晶Al（约80 nm）基体之上;SiC颗粒对Al基体有明显强化作用,冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的硬度随SiC体积分数的增加而显著增加,50% SiC/Al纳米复合涂层的硬度高达515 HV_0.3,约为Al块材的13倍;冷喷涂SiC/Al纳米复合涂层的耐磨损性能随着SiC含量增加而显著提高,涂层磨损失效机制为磨粒对基体的切削犁沟变形。     

机械化学还原法快速制备Mo5Si3-Al2O3纳米复合粉体（英文）

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械合金化法合成了纳米Mo5Si3-20%Al2O3(质量分数)复合粉体。采用XRD、SEM、TEM和DTA等对复合粉体在球磨过程中结构变化进行了研究。结果表明:球磨10h后合成的Mo5Si3-20%Al2O3复合粉体,反应以爆炸模式进行。球磨30h后,Mo5Si3和Al2O3的晶粒尺寸分别为36.3nm和21.9nm。随着球磨时间的延长,Mo5Si3和Al2O3的晶粒尺寸变小,衍射峰宽化程度降低。DTA和XRD分析结果表明,复合粉体具有好的热稳定性,球磨30h后再在1000℃退火1h后复合粉体没有发生物相转变。     

机械合金化过程中Fe-Al合金粉末的组织演变

将纯Fe粉和Al粉按原子比Fe∶Al=60∶40混合后,在行星式高能球磨机中进行机械合金化,采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和硬度仪研究球磨过程中Fe-Al合金粉末相结构、晶粒尺寸、表面形貌、截面形貌和硬度的演变规律。结果发现,球磨24 h后,Al原子全部固溶于Fe晶格中,形成Fe(Al)过饱和固溶体,随着球磨时间的增加,晶粒尺寸呈现先快后慢的减小趋势,球磨36 h后合金粉末的晶粒尺寸小于100 nm。粉末内部组织为层状结构,且随着球磨时间延长层片厚度不断减小,球磨36 h后层状结构全部消失,获得组织均匀的纳米晶Fe-Al合金粉末。随着球磨时间延长,Fe-Al合金粉末的硬度不断增加,球磨36 h后合金粉末的硬度约为405 HV0. 025。球磨Fe(Al)固溶体合金粉末在500℃热处理转变为有序Fe Al金属间化合物。     

机械合金化制备纳米晶Ti-6Al-4V合金

采用机械合金化制备Ti-6Al-4V粉末。结果表明:采用机械合金化可以制备纳米晶Ti-6Al-4V合金粉,其反应机理以扩散为主,该固态反应是缺陷能和碰撞能共同作用的结果;随球磨时间延长,部分V固溶于Ti中形成置换固溶体Ti(V),球磨过程中没有中间相生成。球磨40 h后都能获得纳米晶,60 h的粉末为纳米晶和非晶的混合物,晶粒尺寸小于60 nm;60 h后晶粒尺寸变化缓慢。球磨后Ti、Al、V的原子比近似为90:6:4,与Ti-6Al-4V元素成分一致。     

机械合金化制备Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体

利用机械合金化的方式制备了组成为Ta-10%Al(质量比)的纳米晶过饱和固溶体。以XRD和SEM为表征手段,研究了球磨时间对Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体产生的影响,并对Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体形成的热力学机理进行了研究。结果表明,随球磨时间增加,Al逐渐溶入Ta中。当球磨时间达到48 h后,Al完全固溶进Ta中形成Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体,晶粒尺寸和微观应力分别为84.3 nm和0.285%。延长球磨时间导致Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体晶粒细化且微观应力增加,过长的球磨时间可能引发合金粉末的团聚。以Miedema半经验模型为依据,建立了机械合金化过程中的热力学模型,计算结果显示,以机械合金化为手段制备Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体的主要驱动力来源于热力学驱动。     

反应机械合金化/退火制备Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体

以Fe2O3粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。研究表明,Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5 h后发生反应生成Al2 O3、Fe5 Si3、Fe3 Si、FeSi,球磨20 h后生成Al2 O3/Fe3 Si,球磨20 h的粉体在900℃条件下退火1 h的组成物相未发生变化,复合粉体颗粒呈球形,其尺寸为5μm左右,分布均匀,组成相Al2O3和Fe3Si的晶粒尺寸分别为26.6 nm和28.3 nm。     

球磨时间对粉末冶金制备Ti35Nb2.5Sn/10HA生物复合材料微观组织的影响(英文)

采用高能机械球磨和脉冲电流活化烧结方法制备了一种新型的β-钛合金基体的Ti35Nb2.5Sn/10HA生物复合材料。研究了机械球磨不同时间的Ti35Nb2.5Sn10HA粉体以及烧结样品的微观组织。结果表明:经机械球磨8h后,粉体中的α-钛开始向β-钛转化。当球磨时间达到12h时,球磨粉体中的α-钛相完全转化为β-钛相,而且得到超细尺寸的复合粉体。用球磨12h的粉末烧结制备的复合材料具有超细晶粒结构,烧结得到的复合材料的硬度和相对密度都随着球磨时间的延长而增加。     

机械合金化过程中Fe50Als50二元系的结构演变

利用高能球磨和后续热处理技术制备纳米晶Fe5A150（摩尔分数，％）合金粉体。采用X射线衍射、透射电镜和扫描电镜对元素混合粉在机械合金化过程中的结构演变及热处理对合金化粉体结构的影响等进行分析，讨论其机械合金化合成机制。结果表明：球磨过程中Al向Fe中扩散，形成Fe（A1）固溶体。机械合金化合成Fe（Al）遵循连续扩散混合机制；球磨30h后，粉体主要由纳米晶Fe（A1）构成，晶粒尺寸5．65nm；热处理导致Fe（A1）纳米晶粉体有序度提高，转变为有序的B2型FeAl金属间化合物，粉体的晶粒尺寸增大，但仍在纳米尺度范围。     

高能球磨制备Al-Pb-Si-Sn-Cu纳米晶粉末的特性

通过机械合金化制备了Al-15％Pb-4％Si-1％Sn-1．5％Cu(质量分数)纳米晶粉末。采用X射线衍射(XRD)，扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对不同球磨时间的混合粉末的组织结构、晶粒大小、微观形貌以及颗粒中化学成分分布情况进行了研究。结果表明混合粉末经过球磨后形成了纳米晶，其组织非常均匀。球磨对Pb的作用效果明显大于对Al的作用效果，经过40h球磨后Pb粒子达到40nm，而Al在球磨60h后晶粒为65nm；经球磨后，Cu和Si固溶于Al的晶格中，而Sn则固溶于Pb晶格中，并且Al和Pb发生了互溶，形成了Pb(Al）超饱和固溶体；在球磨过程中硬度高的脆性粒子Si难于完全实现合金化。     

机械化学反应合成Fe3Al-Al2O3复合粉体

以Fe3O4粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Fe3Al-Al2O3纳米晶复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。结果表明,球磨过程中,30 min后混合粉末中开始出现少量的Al2O3颗粒,1 h后大部分Fe3O4被还原,形成α-Al2O3、θ-Al2O3、Fe(Al)固溶体和FeO,另有Al剩余。球磨3 h后,大部分的θ-Al2O3转变为α-Al2O3,Fe(Al)固溶体、FeO和剩余的Al粉在机械力的作用下反应形成FeAl化合物和Fe.911O。继续球磨至5 h后,FeAl化合物和Fe.911O相互反应而完全消耗,得到Fe3Al-Al2O3复合粉体。机械力诱发的Fe3O4和Al之间的反应属于突发型反应,诱发反应的临界球磨时间约为50 min。     

球磨纳米NiCr/WC复合粉的微观组织

采用低温液氮高能球磨技术制备了（Ni-20％Cr）／35％WC（质量分数）纳米复合体系，研究了纳米材料的微观组织和热稳定性。结果表明，随着球磨时间的增加，粉末晶粒度在12h前下降较明显，然后呈缓慢下降的趋势；球磨21h后，NiCr合金粉末晶粒度达到10．02nm，WC粉末晶粒度达到20．2nm，且粉体粒度均匀，形状近似于球形，每个颗粒仍然是多晶结构；经过长时间球磨后，纳米粉末的结构没有发生变化，热稳定性良好；在1000℃保温0．5h后，NiCr合金粉末长大至74nm，WC粉末长大至28nm。     

高能球磨制备Ti-50%Al复合粉末的表征(英文)

采用高能球磨法制备了Ti-50%Al(摩尔分数)复合粉末,利用SEM、TEM、HREM、HAADF-STEM分析手段对复合粉末颗粒的表面形貌、结构及组成进行了表征。在球磨过程中钛、铝之间逐渐发生反应并形成无序的Ti/Al相;球磨9h后铝逐渐融入钛中,产生纳米晶钛铝固溶体,同时引起大量高密度位错。合金化后粉末的元素组成接近原始成分,但分布极不均匀。