新型材料制备技术—机械合金化

1 前言 机械合金化(Mechanical Alloying-MA)方法是1970年由Benjamin用作制造氧化物弥散强化Ni基高温合金的一种新技术,它将不同成分的粉末,在高能球磨机中进行较长时间的球磨,使之在固态下达到合金化、细晶化、非晶化的目的。十几年来,机械合金化的方法     

热电转换材料与β—FeSi2

本文简述了热电转换材料研究工作的状况，分析了β-FeSi2制备及提高其热电转换性能的途径，认为机械合金化是制备β-FeSi2较好的方法。     

机械合金化技术及发展

综述了机械合金化技术的发展及应用,总结了机械合金化的理论研究及其过程的影响因素并展望了机械合金化的发展前景。     

机械合金化技术在功能材料制备中的应用

回顾了机械合金化技术的发展历程;针对3种不同的粉末组成体系,阐述了其各自的机械合金化机构;着重叙述了机械合金化技术在制备梯度功能材料、电触头材料、磁性材料、超导材料、耐磨材料等领域的应用现状。     

机械合金化结合放电等离子烧结技术制备热电材料的研究进展

近年来,热电材料研究取得重要突破,不仅传统Bi₂Te₃、PbTe基热电材料性能得到提升,同时还发现一批新型高性能热电材料,如SnSe、GeTe等。热电材料性能的提升不仅取决于材料成分、结构及缺陷,还与制备工艺密不可分。机械合金化（mechanical alloying,MA）结合放电等离子体烧结（spark plasma sintering,SPS）的粉末冶金技术是制备热电材料的重要方法,该方法简单、高效,获得的晶粒尺寸较小,同时可以引入纳米结构和缺陷,有助于降低晶格热导率,获得高热电性能。此外,基于机械合金化结合放电等离子体烧结技术制备出的块体材料具有更优的力学性能,可以有效地增强热电器件的使用寿命。本文介绍了机械合金化与放电等离子体烧结方法制备热电材料的基本原理和关键影响因素,并概述了利用该方法制备的碲化物、硫化物和硒化物基热电材料的研究进展。     

机械合金化粉末的制备工艺及球磨参数研究

通过分析球磨参数对机械合金化粉末的影响,实验发现,随着高能球磨时间的延长,不同元素晶格常数变化率稍有不同,均呈增加趋势。当Ti-9Mg合金的转速为170 r/min时,Ti的X衍射峰宽度明显宽于转速为110 r/min时的情况,研究结果对于进一步优化合金粉末制备工艺和提高材料性能具有一定的指导意义。     

机械合金化法制备W-Cu合金粉末的研究

将W80Cu20(n(W):n(Cu)=4:1)混合粉末在QM-BP式行星式高能球磨机中球磨进行机械合金化,研究了不同球磨时间对W-Cu混合粉末组织的影响.采用XRD和SEM对不同球磨时间的粉末进行分析,结果显示随着球磨时间的增加,混合粉末产生合金化效果不断增强,Cu固溶于W中,并且晶粒尺寸得到一定的细化.     

粉末冶金法制取热电材料

热电材料碲化铋 (Bi2Te3)合金 ,工作温度接近 4 5 0℃ ,可用于制造家用冰箱、空调机、小型探测仪及传感器等。碲化铋可与少量碲化锑 (Sb2 Te3)合金化形成P型半导体固溶体 ,与少量硒化铋(Bi2 Se3)合金化形成N型半导体固溶体。碲化铋、它与其它组分形成的合金都具有高度各向异性的六方结构。拉制碲化铋合金单晶最常用的方法是定向结晶法。可是这种方法生产率低 ,组织偏析 ,且力学性能差。加拿大经过三年研制 ,开发出一种通过粉末冶金途径制造碲化铋合金的方法。它是将直径为 2～ 5mm的粒状纯元素 (Bi,Te ,Se ,Sb等 )粉在球磨机中进行机械…     

机械合金化制备纳米级超细晶材料

机械合金化是一种很有发展前景的固态合金化方法 ,已成功地应用于制备纳米级超细晶弥散强化材料、磁性材料、超导材料、纳米晶材料等。介绍了机械合金化技术制备纳米级超细晶材料的发展及其工艺过程以及采用该技术制备的纳米级超细晶材料的力学性能、磁性能和储氢性能。     

纳米Mg_2Si材料的制备及热电性能研究

以高纯Mg,Si粉合成得到的Mg_2Si微米粉体为原料,采用机械球磨方法制备纳米Mg_2Si粉体。对球磨过程中球磨介质、球料比、转速及球磨时间进行分析,发现:通过机械球磨微米Mg_2Si的方法,以正己烷为球磨介质,选取WC球和罐,在球料比为20:1、转速为370r/min、球磨70h时即可获得平均晶粒尺寸约为十几纳米的Mg_2Si纳米粉体。采用放电等离子体烧结(SPS)烧结纳米Mg_2Si粉体,块体晶粒长大,但仍在100nm左右;由于晶界散射作用,纳米块体Mg_2Si热导率明显降低,电导率、Seebeck系数一定程度下降,综合热电三因素,纳米Mg_2Si块材在800K时获得最大ZT值,为0.36,明显优于微米块体材料。     

高能球磨过程Fe—Ni机械合金化特点

研究了Ｆｅ，Ｎｉ粉末在氩气保护下的机械合金化过程，利用ＸＲＤ和ＳＥＭ研究了球磨过程粉体的显微组织结构，测量了不同球磨时间粉体的显微硬度，结果表明，经３ｈ球磨便实现了Ｆｅ－Ｎｉ的完全合金化，合金的组织结构为纳米晶超饱和α固溶体（ｂｃｃ）和γ固溶体（ｆｃｃ）两相混合组织，继续球磨，过饱和α相逐渐分解并向γ相转化，根据衍射图分析了球磨过程的微观就变和晶粒尺寸及其对淀粉末显微硬度的影响。     

机械合金化的研究及进展

简述了机械合金化的应用,总结了机械合金化的理论研究及其过程中的影响因素,介绍了近期主要的有关反应球磨的工作,着重叙述了反应球磨中的ＳＨＳ现象。     

机械合金化在Fe-Si合金制备中的应用

机械合金化是一种新的材料制备方法, 近年来在功能材料的制备中得到了广泛的应用. 该文简要回顾了机械合金化的发展历史, 阐述了机械合金化的原理及反应机制, 介绍了机械合金化技术在过饱和固溶体、非晶、纳米晶及金属间化合物等领域的应用状况. 指出机械合金化过程的热力学和动力学研究及合金相结构、性能与球磨工艺条件之间的规律是今后研究的重点, 后续处理工艺的改进是产品实现从实验室向工业应用转变的重要保证.     

机械合金化纳米晶材料研究进展

综述了机械合金化制备纳米晶材料的研究进展，重点介绍了高强度铝合金，铜合金，难熔金属化合物，金属储氢材料，复相烯土永磁材料等几类机械合金化纳米晶材料的制备与组织性能，指出了机械合金化技术在纳米晶材料制备方面的优势及应用前景。     

机械合金化法制备镁基储氢材料进展

介绍了近年来机械合金化法在镁基储氢材料制备上的研究进展，讨论了机械合金化制备非晶、纳米晶镁基储氢材料的机制；从合金替代和多元复合的角度对镁基储氢材料的性能进行了论述：机械合金化法可制备出纳米晶、非晶态的镁基储氢材料，无序区和晶界浓度的增加使得氢原子的吸附和扩散更为容易，制备出的材料具有较高的活性和较快的吸放氢速度。低温吸放氢性能的改善尤其显著；最后指出了机械合金化法制备镁基储氢材料需要注意并加以解决的一些问题。     

机械合金化FeCo微波吸收材料的研究

开展了FeCo微波吸收材料的研制及其微观结构、磁性能和微波吸收特性的研究，主要是采用机械合金化的方法制备纳米晶Feco固溶体合金粉末，通过电磁参数的调整和改变提高吸收剂的微波吸收性能。研究表明：采用机械合金化制备的Feco合金粉末与常规羰基铁粉相比，饱和磁感应强度提高10％，磁导率和介电常数在一定频率范围大幅度提高；机械合金化制备的Feco合金粉末作为吸波材料的吸收剂，与常规羰基铁粉相比，在质量分数相同的情况下，微波反射率峰值频率向低端移动；FeCo合金型吸波材料在厚度一定的条件下，微波反射率峰值频率随FeCo吸收剂质量分数的提高而降低。     

机械合金化Ti-Cr合金粉的研究

以Ti、Cr元素粉末为原料研究了Ti-20％Cr和Ti-30%Cr两种合金^ 的机械合金化规律。研究结果表明，随着球磨时间的增加，Ti-Cr粉末颗粒、晶粒逐渐细化，层状结构越来越薄，Ti和Cr的X射线衍射峰均出现宽化和强度下降，同时发现球磨40h以前Cr衍射角连续左移减小。球磨至100h时，其XRD谱显示出非晶特征，颗粒尺寸趋于稳定。     

MoSi2机械合金化过程的研究

通过ＸＲａｙ衍射分析、扫描电镜（ＳＥＭ）和透射电镜（ＴＥＭ）观察研究了ＭｏＳｉ２的机械合金化过程，指出ＭｏＳｉ２机械合金化过程可分为四个阶段：（１）初期活化性阶段；（２）活化性阶段；（３）合金化阶段；（４）微晶和非晶化阶段     

Mo(Si,Al)2粉末材料的机械合金化合成

通过机械合金化由MoSi2,Mo和Al粉末合成了Mo(Si1-x,Alx)2粉末材料,用X射线衍射分析了相的变化和粉末的晶粒度,用扫描电镜观察球磨后的粉末形貌与粒度,并根据Burgio模式估算了生成Mo(Si,Al)2相的球磨能.结果表明MoSi2,Mo和Al混合粉经高能球磨5 h后生成了MoSi2和Mo(Si,Al)2,没有单质粉末剩余,也无Al-Mo中间相产生;球磨40 h后的粉末粒度为亚微米级,晶粒度在21 nm～40 nm之间,Mo(Si,Al)2相的机械合金化合成机理为类自蔓延反应,其生成所需的球磨能量约为15.4 kJ/g.     

机械合金化氧化物弥散强化材料的动向

文本概述,机械合金化方法生产氧化物弥散强化材料的进展及其展望。