WC–Co硬质合金摩擦磨损行为的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟研究了WC–Co硬质合金在不同条件下的摩擦过程,分析了晶粒尺寸、摩擦载荷和滑动速率等因素对硬质合金摩擦磨损行为的影响,从原子尺度揭示了硬质合金发生摩擦磨损的微观机制。结果表明,随晶粒尺寸增大,相比于晶粒转动,Co相和WC中的位错滑移逐渐在摩擦引起的塑性变形机制中起主导作用。摩擦载荷增大会导致易变形的Co粘结相被挤出表面而首先去除,通过减小晶粒尺寸可以抑制Co相的挤出–磨损机制,进而提高硬质合金的抗滑动磨损性能。滑动速率升高会降低磨损速率,主要原因是在高速滑动过程中,亚表层各相中位错的形核扩展缺乏持续的驱动应力,位错密度较低,WC不易发生断裂,Co相被挤出表面造成的磨损程度明显减轻。     

煤岩破坏表面电位特征规律研究

研究了煤岩在单轴压缩、拉伸、三点弯曲等不同破坏方式下的表面电位特征和规律,初步探讨了煤岩破坏表面电位机理.结果表明,煤岩在受载破坏时能够产生表面电位,并且表面电位与载荷具有较好的一致性,二者之间的相关系数在0.6～0.9以上,可达到高度相关;表面电位信号一般随载荷的增加而增强,随载荷的降低而减弱.试样上不同电极处测得的表面电位信号强度是不完全相同的,是随载荷及煤样的破坏状态的变化而变化的.根据表面电位与栽荷之间的相关关系,可以用表面电位信号来反映煤岩受栽破坏的状态.     

预烧结对低压烧结WC-Co硬质合金组织和性能的影响

采用原位还原碳化反应制备超细WC-10%Co,在1250、1300、1350、1380℃进行预烧结处理,得到的预烧结块体在1450℃、5 MPa氩气条件下进行低压二次烧结;分析对比了预烧结块体和二次烧结块体的显微组织,并对二次烧结合金进行了性能测试.结果表明:不同温度预烧结块体经低压二次烧结后,可有效抑制晶粒异常长大现象,二次烧结后合金具有高的断裂韧性,最高值达16.1MPa·m-1/2.在1 350、1 380℃下预烧结块体经低压二次烧结后均具有均匀的合金组织,其中经过1380℃预烧结块体横向断裂强度为3260 MPa.     

纳米晶Li7Si3合金的制备与性能表征

为研究纳米结构锂电池阳极材料的特性,试制了纳米晶Li-Si合金.采用优化的纳米晶合金块体材料制备工艺,即熔炼制备粗晶Li7Si3合金铸锭、高能球磨得到Li7Si3非晶粉末,结合放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备得到了纳米晶Li7Si3合金,并对其进行了Rietveld结构精修和杨氏模量测定.结果表明:纳米晶Li7Si3单胞结构参数为a=b=0.4452 nm(比粗晶增加0.38%),c=1.8239 nm(比粗晶增加0.58%),单胞体积Vo=0.313 070nm3(比粗晶增加1.35%).利用纳米压痕法测定纳米晶Li7Si3合金的杨氏模量为(30.6±2.4)GPa.     

稀土Nd超细纳米晶块体的制备及其物理性能

利用放电等离子烧结技术,制备了稀土金属Nd非晶、非晶与纳米晶双相结构和超细纳米晶的块体材料.利用高分辨透射电镜表征了制备材料的显微结构.通过热力学分析,得出Nd超细纳米晶块体材料由hcp相向bcc相转变的温度约为650℃,相对于传统的粗晶材料降低了约200℃.对传统粗晶和超细纳米晶的Nd块体材料分别测定了电阻率、热导率和热膨胀系数及其随温度的变化规律,表明超细纳米晶Nd的电阻率较传统粗晶结构明显升高,而热导率则降低约3倍.     

铝合金化对超高碳钢先共析碳化物析出行为的影响

通过对不同铝含量超高碳钢的相平衡热力学计算、热处理工艺试验以及扫描电镜的微观组织观察，研究了铝合金化对超高碳钢先共析碳化物的数量和析出行为的影响。结果表明，对碳含量为1．6％的超高碳钢，添加2％以上的铝，可以显著抑制先共析网状碳化物的析出。铝的添加，导致平衡状态下的先共析碳化物数量减少，尤其在2％Al附近，更为显著，是铝合金化抑制超高碳钢网状碳化物的主要原因。     

SPS原位反应快速制备WC-6Co硬质合金的研究

应用放电等离子烧结（SPS）技术，利用WO3、Co3O4和C粉的混合粉末原位还原、化合反应快速制备WC6Co硬质合金。分析了烧结温度与压力对合金致密度、显微组织和性能的影响．结果表明：应用SPS技术，利用原位反应合成的短流程工艺路线，在烧结温度与压力分别为1270℃和90MIa的条件下能够快速制备出相对密度达99％、洛氏硬度（HRA）≥93、维氏硬度（HV）≥1900且成相良好、显微组织均匀的WC-Co硬质合金。     

WC-Co复合粉末的原位合成及于硬质合金涂层制备中的应用

目的为解决超细/纳米WC-Co热喷涂时易于脱碳等瓶颈问题,制备具有高的硬度、断裂韧性、耐磨性和表面质量等优异综合性能的超细及纳米结构硬质合金涂层,并推广其在工业领域中的应用。方法以原位合成技术批量制备的超细/纳米WC-Co复合粉末为原料,利用团聚造粒技术制备得到具有高球形度和致密性,并保持原有超细/纳米结构的喷涂喂料粉末,利用超音速火焰喷涂工艺制备低脱碳、高致密的超细结构WC基涂层。结果降低喂料粉末孔隙度可有效减少涂层中W2C等脱碳相的含量,在优化工艺下制备的超细结构WC基涂层的硬度达到1450HV0.3以上,韧性相对于常规微米结构涂层提高40%以上,在两种载荷和磨料条件下均表现出更高的耐磨性。结论利用原位反应技术批量合成的超细/纳米WC-Co复合粉制备的硬质合金涂层具有优良的综合性能,可应用于对涂层的硬度、耐磨性、强韧性配合和表面质量有较高要求的工况。     

惰性气体蒸发-冷凝法制备尺寸可控的纯稀土纳米粉末

利用惰性气体蒸发-冷凝法制备了系列纯稀土金属的纳米粉末颗粒.通过分析稀土金属的蒸气压随温度的变化特征,指出了适合用惰性气体蒸发-冷凝法制备纳米粉末的稀土金属的种类.以Sm、Nd、Gd纯稀土金属为例,用透射电镜观测了稀土金属纳米颗粒的形貌及晶体结构,并测算了平均粒径及粒径分布.     

纳米硬质合金的弹性模量（英文）

本文的研究目的是获得纳米晶WC-Co硬质合金的弹性模量,并分析其弹性模量不同于常规微米硬质合金的原因。采用放电等离子烧结(SPS)方法制备纳米晶硬质合金,分别采用SPS烧结和低压烧结(sinter-HIP)制备常规微米晶硬质合金。烧结试样的显微组织和WC晶粒尺寸采用X射线衍射技术、扫描电镜、透射电镜及旋进电子衍射技术进行表征。弹性模量采用纳米压痕技术中的连续刚度法进行测量,并取其稳定区域的平均值得到。结果表明,与SPS制备的微米级硬质合金相比,纳米晶WC-Co硬质合金的弹性模量较小,可能与界面含量增多和放电等离子烧结过程的快速加热和冷却造成合金钴相中hcp-Co含量增多有关。