复合稀土氧化物掺杂W-20Cu复合材料的制备及组织性能研究

以偏钨酸铵和硝酸铜为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含有0~0.8wt.%稀土氧化物( Ce_0.8Sm_0.2O_1.9, SDC)的W-20Cu复合粉体,所制备的复合粉体经压制成型、1250°C烧结2h后获得SDC/W-20Cu复合材料烧结体。对所制备复合粉体进行物相、形貌的表征;研究稀土氧化物的添加对SDC/W-20Cu烧结体的密度、组织结构和物理力学性能的影响。实验结果表明：所制备的W-Cu复合粉体平均粒度为100~200nm;同时,SDC的添加对烧结体的密度和电导率会有轻微的影响,但能够抑制晶粒的长大并明显改善烧结体的力学性能。经1250°C烧结后,SDC/W-20Cu烧结体的相对密度均高于97%;当SDC的添加量为0.6%时,具有最大的抗弯强度和显微硬度,分别是1128MPa和258HV;此外,在室温和600°C的测试条件下,其最大的抗拉强度可以达到580MPa和258MPa。     

超细Y_2O_3/W-Cu复合粉体的制备及其烧结体的组织性能

以偏钨酸铵、硝酸铜和硝酸钇为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含Y_2O_3(0~0.8%)的Y_2O_3/W-20Cu复合粉体,经成形、烧结获得了Y_2O_3/W-Cu复合材料烧结体。对Y_2O_3/W-Cu复合粉体的物相、形貌进行表征;考察了Y_2O_3的添加对Y_2O_3/WCu复合粉体的烧结性能以及烧结体的微观组织、物理和力学性能的影响。结果表明,所制备的Y_2O_3/W-Cu复合粉体的粒度在100~200 nm,粉体具有良好的烧结性能,其成形压坯经1200℃烧结后,相对密度可达98%以上,导电率高于41%IACS。此外,适量Y_2O_3的添加,可改善W-Cu材料的组织和力学性能,添加Y_2O_3的Y_2O_3/W-20Cu材料的抗弯强度和维氏硬度可达1040 MPa和312 HV。     

TiC对W-7Cu复合材料组织与性能的影响

以超细/纳米W-7Cu粉末、TiC粉末为原料,采用机械球磨法制备不同含量TiC(0.3%、0.5%、0.7%、1.0%(质量分数))的W-7Cu复合粉体,经压制、预烧、烧结,获得了W-7Cu-nTiC复合材料。研究了TiC添加量对W-7Cu复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明:在1300℃烧结后,添加不同含量的TiC,使得W-7Cu材料的晶粒大小从5～10μm细化到2～5μm;相对密度和抗拉强度也得到提高;在TiC添加量为0.3%时,相对密度从98.22%提高到98.63%,抗拉强度从781MPa提高到843MPa;材料的断裂方式从沿晶断裂变为沿晶断裂和穿晶断裂混合的断裂方式。说明TiC的添加,起到良好的细晶强化和弥散强化的作用。     

机械合金化对W-20Cu复合材料的显微组织与性能的影响

采用机械合金化结合粉末冶金技术制备W-20Cu(vol%)复合材料.利用扫描电镜和金相显微镜对不同球磨时间的W-20Cu复合材料显微组织进行表征,并对材料的各项物理性能进行测试.结果表明,随着球磨时间的延长,W-20Cu烧结体的组织越来越均匀,Cu相分布也越来越均匀.W-20Cu烧结体密度、收缩率、硬度、抗弯强度随球磨时间的延长而增大;球磨20h的W-20Cu复合粉烧结体热导率达到峰值(130.61 Wm-1K-1),继续球磨,热导率减小.综合考虑所有研究结果,通过机械合金化所制备的W-Cu复合粉体可以获得具有优异综合物理性能的W-20Cu复合材料.     

机械合金化对W-20Cu复合材料的显微组织与性能的影响

采用机械合金化结合粉末冶金技术制备W-20Cu（vo1％）复合材料。利用扫描电镜和金相显微镜对不同球磨时间的W-20Cu复合材料显微组织进行表征，并对材料的各项物理性能进行测试。结果表明，随着球磨时间的延长，W-20Cu烧结体的组织越来越均匀，Cu相分布也越来越均匀。W-20Cu烧结体密度、收缩率、硬度、抗弯强度随球磨时间的延长而增大；球磨20h的W-20Cu复合粉烧结体热导率达到峰值（130．61Wm^-1K^-1），继续球磨，热导率减小。综合考虑所有研究结果，通过机械合金化所制备的W-Cu复合粉体可以获得具有优异综合物理性能的W-20Cu复合材料。     

化学共沉淀法制备钨铜合金

首先采用化学共沉淀法制备钨铜复合氧化物粉末,再用氢还原得到纳米级钨铜复合粉末,经成形和烧结得到超细弥散分布钨铜合金.研究结果表明,采用化学共沉淀法结合氢还原工艺制备的W-20%Cu纳米复合粉,W颗粒粒度为30～50 nm,形状呈多边形,Cu相均匀分布在W相之间将W颗粒粘结.所制得的钨铜复合粉表现出高的烧结活性,经1250℃烧结其相对密度达到99.7%,热导率达到223.1 W/m·K,导电性、抗弯强度以及硬度等性能也比传统产品有大幅度提高.     

La_2O_3对WC-MgO复合材料组织和力学性能的影响

以高能球磨法制备的WC-MgO复合粉末为原料,研究稀土氧化物(La2O3)添加量对WC-MgO复合粉末热压烧结块体的组织和力学性能的影响,采用XRD、SEM和SPM对复合材料的结构特征进行表征,并讨论稀土氧化物(La2O3)对颗粒增韧复合材料热压烧结成形的影响。结果表明:La2O3的加入量为0.1%(质量分数),可抑制烧结过程中出现的脱碳现象、细化烧结组织,提高增韧颗粒分散均匀性和改善颗粒/基体界面形貌,使成形致密度达理论密度的98.56%,维氏硬度和断裂韧性分别为18.02GPa与12.38MPa·m1/2;而添加过量La2O3(≥0.25%,质量分数),导致复合材料的成形性能降低。     

放电等离子烧结温度对超细晶W-40Cu复合材料的影响

采用高能球磨法制备了W-40Cu超细晶复合粉体,继而进行了放电等离子烧结(SPS),获得了致密的超细晶W-40Cu块体复合材料,着重研究了烧结温度对复合材料组织和性能的影响.结果表明,随着烧结温度升高,材料的致密度、硬度和电导率也随之升高;在950℃烧结5 min的W-40Cu复合材料,W颗粒尺寸约300～500 nm,相对致密度达98％,显微硬度HV为287,电导率为17.9 MS/m.     

Preparation and Properties of W-15Cu Composite by Electroless Plating and Powder Metallurgy

用化学镀和粉末冶金的方法制备出W-15Cu复合材料。首先用化学方法对W粉表面预处理,然后在其表面化学镀铜。得到的复合粉末用图谱进行表征。发现用化学镀的方法制备出的W-15Cu复合粉末纯度非常高,且W颗粒均匀、被Cu致密的包覆着。呈现出包状结构。这种复合粉末表现出优异的压制性能,压坯分别在300, 400, 500, 600 MPa的压制压力下成形。压坯在1250 ℃温度下保温90 min烧结后,从其断口形貌可以发现W颗粒没有明显的长大,且W颗粒表面特征并没有发生改变,仍然表现出预处理后的表面特征。对烧结体的相对密度、硬度、抗弯强度和电导率同样进行了表征     

化学镀和粉末冶金法制备W-15Cu复合材料及性能研究（英文）

用化学镀和粉末冶金的方法制备出W-15Cu复合材料。首先用化学方法对W粉表面预处理,然后在其表面化学镀铜。得到的复合粉末用图谱进行表征。发现用化学镀的方法制备出的W-15Cu复合粉末纯度非常高,且W颗粒均匀、被Cu致密的包覆着。呈现出包状结构。这种复合粉末表现出优异的压制性能,压坯分别在300,400,500,600 MPa的压制压力下成形。压坯在1250℃温度下保温90min烧结后,从其断口形貌可以发现W颗粒没有明显的长大,且W颗粒表面特征并没有发生改变,仍然表现出预处理后的表面特征。对烧结体的相对密度、硬度、抗弯强度和电导率同样进行了表征。     

放电等离子体烧结制备钨-钒-铬合金及性能表征

利用机械球磨、放电等离子体烧结法制备了质量分数(%,下同)为W-(10~30)V-(10~30)Cr的三元合金,对烧结后的合金进行了显微结构和室温力学性能研究。结果表明,采用放电等离子体烧结可以制得相对密度为99.7%的W-30V-20Cr合金,其实际密度比烧结纯钨降低了49.74%;显微结构分析表明V、Cr可以很好地合金化,形成塑性连续相,包裹在钨分散相的周围,很好地改善了钨合金的力学性能,W-30V-20Cr的抗弯强度为437.13 MPa,比烧结纯钨增加了25%,HV硬度为6154 MPa;W-30V-20Cr合金具有较高的断裂韧性值,为15.51 MPa·m1/2。     

CNTs/SiC/Cu复合材料制备及性能

以碳纳米管(CNTs)、碳化硅(SiC)粉体、锌(Zn)粉和CuSO_4·5H_2O为主要原料,用化学镀的方法制备CNTs /Cu复合粉体,再采用非均相沉淀法制备CNTs/SiC/Cu复合粉体.在750 ℃、100 MPa的制度下进行真空热压烧结后制得CNTs/SiC/Cu复合材料,其中Cu的含量(体积分数,下同)为70%,CNTs的含量(体积分数, 下同)分别为0,3%,5%,8%,12%.利用XRD、SEM分析样品的物相组成和显微结构;利用阿基米德排水法、显微硬度计、三点弯曲法测试了复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度.结果表明,随着碳纳米管含量的增加,CNTs/SiC/Cu复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度等性能发生相应变化,其中,抗弯强度呈现逐渐升高趋势.与未添加碳纳米管的30SiC/70Cu复合材料相比,添加12%CNTs的12CNTs/18SiC/70Cu 样品,抗弯强度提高了21.45 MPa.     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

放电等离子烧结制备B_4C/CeB_6复合材料

以稀土氧化物CeO_2为烧结助剂,采用放电等离子(SPS)烧结工艺制备了B_4C基复相陶瓷。研究了CeO_2添加量(质量分数,%)对B_4C基体的致密化和烧结体硬度的影响,并与纯B_4C样品进行对比。借助X射线衍射和扫描电镜分析了复合材料的物相组成和微观结构。结果表明,CeO_2粉体的添加可以显著提高SPS条件下碳化硼的烧结性能。生成相CeB_6填充在B_4C晶粒之间,提高了制品的相对密度。当CeO_2添加量为4%时,在烧结压力35 MPa和1750℃下烧结,样品的相对密度最高(96.7%),其洛氏硬度可达到89.6(HRA)。     

纳米W-Cu粉末的热机械化学法制备及其烧结性能研究

通过均相沉淀获得Cu2WO4(OH)2/CuWO4·2H2O共沉淀物,并对煅烧该沉淀物所得的W、Cu氧化物进行球磨,然后H2还原,得到了含Cu量为30%的W-Cu复合粉末。对该复合粉末的性能进行了表征,并对其烧结体的密度、微结构和力学性能等进行了测试分析。结果表明,热机械化学法制备的W-Cu复合粉末粒度为纳米级,烧结活性高,其压坯在H2气氛中固相烧结可达到96%的相对密度,液相烧结则可达到高于99%的相对密度,烧结体具有细小均匀的微结构和良好的力学性能。     

固体氧化物燃料电池Ni/SDC阳极材料的制备与表征

采用一种改进的均相共沉淀法一缓冲溶液法合成出NiO-Ce0.8Sm0.2O1.9复合粉体,对其相组成和粒度进行了表征.以NiO-Ce0.8-Sm0.2O1.9复合粉体为原料制备出固体氧化物燃料电池Ni/SDC阳极材料,对其微结构和相关性能进行了测试分析,并与由机械混合NiO-SDC粉体所制备的Ni/SDC材料进行了比较.结果表明,通过缓冲溶液法合成的NiO-SDC粉体具有纳米级粒度,以其制备的Ni/SDC阳极材料比由机械混合粉体所制备Ni/SDC材料的晶粒度和孔隙更为均匀和细小,电导率也更高,且以此为阳极的SOFC单电池表现出更优异的电池性能.     

La_2O_3含量对无压烧结制备WC-MgO复合材料的影响

以WC和MgO为原料,先采用高能球磨法制备WC-MgO复合粉末,之后采用无压烧结法制备WC-MgO复合材料,进而研究稀土氧化物(La2O3)的添加量对无压烧结制备的该复合材料微观组织和力学性能的影响及机理。结果表明:La2O3的加入量为0.2wt%时,可抑制烧结过程中发生的脱碳现象,并能细化烧结组织,提高WC和增韧颗粒分布的均匀性;该材料的烧结致密度可达到92.77%,维氏硬度可达15.14 GPa,断裂韧性可达到9.73 MPa·m1/2;添加过量La2O3(≥0.3wt.%)则会使复合材料的致密度和力学性能降低。     

烧结温度对ZrC-Y_2O_3复合增强细晶钨组织与性能的影响

采用湿化学法制备W-3%ZrC-0.3%Y_2O_3(质量分数)材料,研究该材料在1800~1920℃的烧结致密化行为,通过与W-3ZrC材料及纯钨材料烧结态力学性能和显微组织的对比研究,分析复合添加ZrC和Y_2O_3对钨材料强韧化的作用和意义。结果表明:W-ZrC-Y_2O_3材料的致密度和抗拉强度均呈现出随烧结温度升高先增加后降低的趋势,其相对密度和抗拉强度均在1860℃达到最大值,分别为97.8%、446 MPa;添加第二相粒子能有效细化钨材料的晶粒,Y_2O_3/ZrC复合添加较单一ZrC能更有效细化钨晶粒,晶粒由W-3ZrC的10μm降低至5~8μm。复合强化相粒子改变了断裂过程中裂纹扩展的形状和长度,起到强化和韧化作用。     

尿素均相沉淀法制备纳米粉体Ce0.8Sm0.2O1.9的烧结性能

以尿素为沉淀剂,Sm2O3和Ce(NO3)3.6H2O为起始原料,采用均相沉淀法制备Sm3+掺杂CeO2基纳米固溶体Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)。利用TG-DTA、XRD、SEM和BET等手段对前驱体的热分解行为和SDC粉体的性能进行表征,研究焙烧温度对SDC粉体粒径和烧结性能的影响。结果表明:随焙烧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大;700℃焙烧的前驱体是具有良好结晶性能的类球形萤石型结构固溶体,晶粒尺寸为15 nm,粒子间仅有较弱的软团聚;该粉体具有较好的成型和烧结性能,将素坯在1 400℃保温2 h,得到相对密度高于95%、平均粒径约为0.6μm的固体电解质陶瓷体。     

TiC含量对W-30Cu/TiC复合材料显微结构和性能的影响（英文）

经简化预处理后,采用化学法制得W-30Cu/xTiC(x=0~4,质量分数%)复合粉末,在400 MPa压力下,将制得的复合粉末压制成毛坯块体试样,随后在1300℃下烧结1 h制得块体复合材料试样。采用场发射扫描电镜来表征原始W和TiC粉末、预处理后的W和TiC粉末、化学法制得的W-30Cu/xTiC(x=0~4)复合粉末的显微形貌,以及制得的W-30Cu/TiC复合材料的显微结构。对不同TiC含量对W-30Cu/TiC复合材料性能(相对密度、硬度、导电性和抗弯强度等)进行研究。结果表明:对简单预处理后的W、TiC粉末化学镀Cu所获得的W-30Cu/TiC复合粉末的显微结构均匀。TiC含量低于1%时,W-30Cu/TiC复合材料的抗弯强度和硬度随TiC含量的增加而显著增大。而导电性则随TiC含量增加而减小,但仍高于国家标准值。添加一定量的TiC有利于获得综合性能较好的W-30Cu/TiC复合材料。