铜粉末化学镀银及其性能

论述铜粉化学镀银的原理及影响化学镀银的若干因素 ,观察其粉末的显微组织 ,测定镀银层厚度 ,并考察镀层的致密性。

纯铜粉末包套-等径角挤压工艺实验研究

针对粉末材料低塑性的特点,在室温条件下采用包套-等径角挤压工艺(PITS-ECAP)将纯铜粉末颗粒直接固结成高致密度块体细晶材料。结果表明,包套-等径角挤压工艺对粉末材料具有有效的致密和细化效果。4道次PITS-ECAP工艺变形后,试样X、Y、Z面均受到剧烈剪切作用,晶粒尺寸得到明显细化,显微组织呈细长条带流线状,且分布较为均匀;试样整体组织达到完全致密,平均显微硬度高达1 470 MPa。在PITS-ECAP工艺变形过程中,剧烈塑性剪切变形、较高静水压力和有效应变积累是保证粉末材料致密度大幅度提高以及显微组织有效细化的主要原因。

钨铜粉末药型罩形成聚能射流的数值模拟

利用LS-DYNA3D软件对钨铜粉末药型罩聚能射流的形成过程进行了数值模拟,采用多物质ALE算法,模拟了钨铜聚能射流的形成过程,并与实验结果进行了对比。结果表明,随着药型罩密度的增加,射流直径变细,头部速度降低,数值模拟结果与实验结果较一致。

钨铜粉末药型罩射孔弹对钢靶侵彻的数值模拟

利用Ansys/Ls-Dyna软件对钨铜粉末药型罩射孔弹侵彻钢靶过程进行了数值模拟。运用混合物的叠加原理对钨铜混合材料的状态方程参数进行了计算,得到钨铜(20W80Cu)粉末药型罩的参数。采用多物质ALE算法,模拟了钨铜药型罩射流的形成及侵彻钢靶的过程,模拟89型号射孔弹作用45#钢靶,穿深为153mm,孔径为9.6mm,并与实际情况对比,数值模拟结果与实验结果差别在5%以内。

钨粉粒度对钨铜粉末药型罩破甲性能的影响

为了研究钨粉粒度对钨铜粉末药型罩密度及破甲威力的影响,采用3种实验方案,利用阿基米德原理测得了粉末药型罩的压坯密度和烧结后密度,三者对比,得到钨粉粒度对压坯密度、烧结后密度及烧结前后密度差的影响;对60°药型罩进行静破甲试验后,三者相比,得到钨粉粒度对破甲深度的影响.研究结果表明:钨粉粒度在45～62μm(325～230目)之间时,在保持铜粉质量分数和粒度、工艺过程、装药结构等相同的条件下,钨粉粒度越小,压坯密度和烧结后密度越大,相对密度越大,烧结前后的密度差越小,钨破甲深度越深,破甲效果越好.

氮气雾化法制备纯铜粉末的显微形貌及性能研究

采用氮气雾化制备纯铜粉末,对粉末的粒径分布、氧含量、松装密度、流动性、亲水性和形貌进行表征。结果表明,氮气雾化制粉的出粉率约为48.64%。其中,粒径大于75μm的占16.81%,粒径小于75μm的占31.2%。纯铜粉末的球形度较高,粒径呈正态分布。大于75μm粉末的中位径DV(50)为109.4μm,小于38μm粉末18.7μm的中位径。所制备的纯铜粉末的含氧量范围为0.6417%~0.7134%、流动性范围为17.15 s/50 g^18.43 s/50 g、亲水角度范围为44.564°~53.211°、振实密度以及松装密度分别在5.155~5.962 g/cm^3和3.973~4.732 g/cm^3范围内,呈现出良好的均匀性。

影响高速压制中铜粉末致密化因素分析

在高速压制过程中铜粉末常出现致密化问题易导致材料重量性过高等问题,严重影响材料性能。为提高材料质量和性能,对铜粉末致密化影响因素进行分析。首先对高速压制技术、原理及操作过程以及铜制材料内部结构密度进行深入分析,对铜粉末致密化影响因素进行深入调查研究。

超细钨铜合金粉末在金刚石工具中的应用研究

采用超细钨铜合金粉末和单质钨、铜粉末热压烧结成两组金刚石胎体块,利用硬度计,排水法,万能实验机,扫描电镜和锯切实验等测试分析手段分别分析测量了胎体的硬度、致密度、抗弯强度、断口形貌和锯切性能。实验结果表明:在高钨基胎体配方中添加超细钨铜合金粉末比添加单质钨、铜粉末可以显著提高胎体的硬度10 HRB左右,改善胎体合金使之均匀化,在本实验配方中,干切硬花岗岩时,高钨基胎体配方中添加超细钨铜合金粉末比添加单质钨、铜粉末切割平稳,形成胎体和金刚石有效的磨损匹配,可以显著提高工具的使用寿命30%左右。烧结温度范围内,添加合金粉的胎体抗弯强度均比添加单质钨、铜粉末低100 MPa左右,这主要是使用的超细钨铜粉末的氧含量较高所致。

CaS:Ce和ZnS:Mn,Cu粉末DCEL包铜化学反应过程

本文研究了CaS:Ce和ZnS:Mn,Cu粉末DCEL材料的包铜化学反应过程,发现了一些包铜量随包铜温度、包铜时间、铜盐浓度等因素的变化规律和电导率随包铜量的变化规律,并对这些规律进行了探讨,同时根据一些补助实验和化学的反应基本原理提出了包铜化学反应过程的初步模型。

超高转速等离子旋转电极工艺制备钬铜球形粉末的研究

采用超高转速等离子旋转电极工艺(supreme-speed plasma rotating electrode process,SS-PREP)制备韧性金属间化合物钬铜(Ho Cu)球形粉末,粉末粒度在15~106μm之间。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析及光学显微镜分析了SS-PREP钬铜球形粉末的粒度分布、松装密度、振实密度及霍尔流速等粉末特性,比较了不同试验方法对粒度分布的表征。结果表明,SS-PREP钬铜粉末主要由CsCl结构的RM型B2相构成,不同粒度的Ho Cu球形颗粒化学成分基本一致,随着粉末粒度增大,Ho Cu球形粉末的非球形颗粒比例呈现下降趋势。

纳米钨铜复合粉末的制备及其烧结行为研究

以钨酸钠和硝酸铜为原料,采用水热合成-共还原法制备钨铜复合粉末,再通过真空热压烧结法制备钨铜复合材料,并研究了钨铜复合粉末的结构形貌,以及经不同温度热处理后钨铜复合材料的显微形貌、物性特征。结果表明:采用水热合成-共还原法可制得粒度尺寸约为70nm且颗粒分布均匀的纳米级钨铜复合粉末。钨铜复合粉末经加压烧结及热处理后可得到W相和Cu相紧密结合、Cu相均匀分布在W相周围的钨铜复合材料,其在热处理温度为950℃时致密度最高,达到99.2%;在热处理温度为800℃时导电率最高,达到46.5%IACS;在热处理温度为900℃时布氏硬度最高,达到HB285。

镍包覆铜复合粉末烧结体界面扩散行为研究

利用固相烧结法将镍包铜粉成功地制成了块状烧结体,通过SEM、XRD和EDS研究了烧结过程中镍包铜粉中界面的迁移情况.结果表明,随烧结温度升高,颗粒内原子扩散系数越大,烧结体界面迁移越容易,形成较大的晶粒,同时界面组织也比较均匀.在扩散过程中,由于镍的扩散系数比铜大,镍层扩散进入铜形成了铜镍固溶体,界面呈现单向迁移.

多组分铜基金属粉末选区激光烧结致密化机理

研究了选区激光烧结专用多组分铜基金属粉末(组分包括纯Cu,预合金CuSn,CuP)的烧结性能。结果表明,通过合理控制激光工艺参数(特别是激光功率和扫描速率),能顺利实现粉末烧结成形,且无明显的“球化”效应和翘曲变形。扫描电镜和X射线衍射分析证实,此组粉末体系的激光烧结是基于液相烧结机制,其中熔点较低的CuSn充当粘结金属,熔点较高的Cu充当结构金属;而添加元素P则起稀释剂的作用,能避免Cu颗粒表面氧化。研究了粉末体系中粘结金属含量对粉末烧结致密化和烧结件微观组织的影响。结果表明,在一定范围内粘结金属含量的提高有利于改善烧结致密度;但若粘结金属过量,则会因“球化”效应而降低致密度。

纳米钨铜复合粉末的制备与微观形貌

首先采用高浓度湿磨法制备超细WO3-CuO混合粉末,800℃空气中焙烧90min后得到CuWO4-WO3前驱体粉末,再通过氢气还原获得超细W-Cu复合粉末。将该复合粉末与直接还原超细WO3-CuO混合粉末所得的W-Cu复合粉末进行对比,并研究还原温度对W-Cu复合粉末的微观形貌、成分与粒度的影响。结果表明:经过30h高浓度湿磨,WO3-CuO混合粉末的中位径由44.88μm降至0.28μm,焙烧后得到的CuWO4-WO3粉末平均粒径小于0.7μm且分散良好。由CuWO4-WO3还原获得的W-Cu复合粉末细小、分散均匀,还原温度对其形貌影响不大,由WO3-CuO混合粉末直接还原得到的W-Cu复合粉末由大量W-Cu纳米颗粒构成,随还原温度升高,纳米W-Cu颗粒逐渐长大。

化学镀法制备镍包铜复合粉末及其烧结行为

用化学镀法制备了镍包铜粉,并利用固相烧结法将镍包铜粉成功地制成了块状烧结体。通过SEM、XRD与EDS分析研究了烧结过程中镍包铜粉中界面的迁移情况,同时制备了镍铜混合粉末烧结体并和镍包铜粉末烧结体进行了对比。结果表明:镍包铜粉烧结体在扩散过程中,由于镍的扩散系数比铜大,镍层扩散进入铜形成了铜镍固溶体,界面单向迁移。随烧结温度升高,颗粒内原子扩散系数越大,烧结体界面扩散越容易,形成较大的晶粒,同时镍包铜粉烧结体能克服镍铜混合粉烧结产品中的组织偏析。

化学镀制备镍包铜复合粉末的工艺与表征

本文分别选用次亚磷酸钠、联氨做还原剂,通过化学镀制取了镍包铜复合粉末,实验发现:次亚磷酸钠作还原剂时,用盐酸活化、酸化后的铜粉,可直接在其表面进行化学镀,镀覆效果良好,可取代昂贵的氯化钯活化处理;而用联胺作还原剂,可以直接在铜粉表面实现镀覆。采用SEM(包括EDS),XRD对制取的复合粉进行了分析测试,结果表明:复合粉末表面较原始粉末粗糙,包覆层均匀;用次亚磷酸钠作还原剂,所得到的复合粉末包覆层为镍磷合金,而用联胺作还原剂,制取的复合粉末仅由镍铜两相组成,未引入其他元素。对Ni/Cu复合粉的化学成分进行测试,结果表明:Ni/Cu复合粉末符合粉末冶金材料的要求,通过氢还原可以降低含碳量、氢损,提高复合粉的粉末冶金性能指标。

镍包覆铜复合粉末的化学镀制备工艺研究

研究了用联胺做还原剂,通过化学镀制取镍包铜基复合粉末.试验选取了6个主要参数,并以此设计了L25(56)型正交试验.通过实验,优化工艺参数为硫酸镍初始质量浓度:30g/L,联胺初始质量浓度:70ml/L,pH值:13,镀覆温度:82℃,铜粉加载量:15g/L,保温时间:35min.采用SEM(包括EDS)、XRD对选用上述参数制取的镍包铜粉进行了分析测试.结果表明,复合粉末表面较原始粉末粗糙,颗粒明显长大,包覆层未引入杂质元素,并对所得粉末进行化学及工艺性能测试,表明所得的复合粉末,性能指标优良.

多组分铜基金属粉末选区激光烧结试验研究

对自行设计制备的多组分铜基金属粉末(组分包括纯Cu粉末、预合金CuSn和CuP粉末)进行了激光烧结实验。工艺研究结果表明,该粉末体系在一定的激光参数和铺粉参数条件下,可实现对“球化”效应和翘曲变形的有效控制。利用X射线衍射仪和扫描电镜研究了激光烧结试样的物相、表面形貌和显微组织。结果表明,多组分铜基金属粉末的成形机制为液相烧结机制,粘结金属CuSn熔化形成的液相渗入结构金属Cu颗粒之间,通过液相的“桥接”作用而形成烧结颈,从而充分粘结未熔Cu颗粒;而P元素则起稀释剂的作用,在烧结过程中与氧反应生成CuPO3,使金属颗粒表面避免氧化。最后给出了激光烧结上述金属粉末制造齿轮的加工实例,其致密度达理论密度的82%,而横向尺寸误差仅为1.9%。

直接置换法制备包覆型纳米铜-银双金属粉末

以AgNO3为主盐,采用直接置换法初步制备了包覆型纳米铜-银双金属粉末,分析了工艺条件对包覆效果的影响,并用透射电子显微镜、X射线能量色散谱仪和X射线衍射仪进行了表征。实验结果表明:纳米铜-银双金属粉末为包覆型结构,平均粒径约70 nm,分散性较好,表面银的原子分数达到74.28%。在洗涤过程中加入一定量的保护剂,有效解决了纳米铜粉的氧化问题。