渗碳体石墨化制备无铅石墨黄铜的腐蚀性能

以共晶铸铁作为碳源,通过熔铸及渗碳体石墨化工艺制备不同石墨含量的石墨黄铜。对石墨黄铜进行脱锌腐蚀试验,通过SEM和EDS分析了石墨黄铜的腐蚀组织、腐蚀性能和石墨含量的关系,并探讨了石墨黄铜的腐蚀机理。结果表明:随着铸铁添加量的增加,石墨黄铜的耐腐蚀性先提高后降低,铸铁添加量为5%时,石墨黄铜的腐蚀产物会在合金表面形成一层完整氧化膜,腐蚀面基本没有裂纹和孔洞,脱锌层厚度最小,平均为144μm,其耐腐蚀性最好。石墨黄铜的耐腐蚀性能由其组织、成分及石墨颗粒的分布状态共同作用而成。

Zn−Sn−Cu−xNi无铅焊料合金的电化学腐蚀行为

通过铸造法制备Zn−30Sn−2Cu−xNi(x=0,0.5,1.0,1.5,质量分数,%)无铅焊料合金,并研究该合金的微观组织演化及在0.5 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为。采用电位动力学极化和电化学阻抗谱(EIS)技术研究其电化学行为,以此评估Ni元素含量对Zn−Sn−Cu合金腐蚀性能的影响。通过观察腐蚀过程中合金表面显微组织的演变,分析Zn−Sn−Cu−Ni合金的腐蚀机理。结果表明,添加0.5%Ni由于形成致密而均匀的腐蚀层从而有效提高Zn−30Sn−2Cu合金的耐腐蚀性能,且其主要腐蚀产物为ZnO,Zn(OH)_(2)和Zn_(5)(OH)_(8)Cl_(2)·H_(2)O。当Ni含量达到1.0%和1.5%时,Zn−30Sn−2Cu合金的耐腐蚀性能下降,主要是由于(Ni,Cu)5Zn21金属间化合物与富Zn相之间的电偶腐蚀加速富Zn相的溶解。因此,Zn−30Sn−2Cu−0.5Ni焊料合金具有最佳的耐腐蚀性能。

高强高导铜合金制备方法的研究热点及发展趋势

介绍了高强高导铜合金制备方法的研究热点,以及不同强化机制对合金性能的影响,展望了高强高导铜合金及其制备技术的发展趋势。

超细/纳米W-Cu复合粉的制备方法及烧结致密化机制

超细/纳米W-Cu复合粉由于烧结活性高、元素分布均匀,可制备出高致密度、组织均匀细小、性能优良的W-Cu复合材料,在微电子工业、电极触头材料和航天军工等领域受到越来越多的关注,已经成为W-Cu复合材料领域的研究热点。文章综述了近些年来国内外超细/纳米W-Cu复合粉制备方法的研究现状,主要包括机械合金化法、机械化学法、化学共沉淀法、喷雾干燥-氢还原法等,还介绍了改进W-Cu复合粉烧结性能的工艺,并对W-Cu复合粉的烧结致密化机理进行了论述。

渗碳体石墨化制备无铅易切削石墨黄铜（英文）

通过向黄铜中添加共晶铸铁,在熔铸过程中原位生成渗碳体颗粒,利用石墨化退火工艺使渗碳体分解成石墨从而制得石墨黄铜。利用SEM和EDS分析石墨黄铜的显微组织,探讨显微组织与切削性能的关系。结果表明:铸态黄铜中的渗碳体颗粒经过退火后全部分解为石墨颗粒,石墨颗粒均匀弥散地分布在黄铜基体上,其平均尺寸为5.0μm,体积分数约为1.1%。石墨黄铜的车削表面光滑无毛刺,切屑形貌为短C型,比铅黄铜的粗大,但优于普通黄铜的长螺旋型屑。

碳辅助氢还原与普通氢还原制备W粉的对比研究

在相同的还原工艺参数下,以碳辅助氢还原法和普通氢还原法分别制备W粉,采用XRD、SEM、TEM和HRTEM对不同还原方法制得W粉的物相、形貌和粒度分布进行对比研究,并讨论还原方式对W粉粒径和形貌的影响机理。结果表明:碳辅助氢还原W粉的还原长大机制以固相局部化学反应为主,平均粒径均不超过60 nm,W粉一次颗粒呈均匀细小的球状或椭球状形貌,颗粒间没有明显的团聚或粗化现象;普通氢还原以"挥发-沉积"长大机制为主,所得W粉颗粒粗大,粒径为微米级,发育完全,颗粒呈类球形多面体结构,部分晶粒之间相互交联。

碳辅助氢还原制备纳米钨粉的工艺及机理

以偏钨酸铵和葡萄糖为原料,采用碳辅助氢气还原的方法制备出纳米W粉,并研究W、C摩尔比和还原工艺对W粉的平均粒度和残碳量的影响。结果表明:还原产物、W粉的平均粒度和残C量与还原温度和W、C摩尔比密切相关,而当还原时间超过1 h后,还原时间对W粉的平均粒度和残C量没有明显的影响。还原产物决定于还原温度,W、C摩尔比为1:2.6的前驱体在700、750、800℃还原以后得到的产物分别为W+WO_2、W+W_2C+WC和W。W粉的粒度随着W、C摩尔比由1:2.0增加到1:3.0而由98 nm减小到42 nm,但W粉的残C量在W、C摩尔比小于1:2.6时都在0.05%(质量分数)以下,W、C摩尔比继续增加时,W粉的残C量显著增加。W、C摩尔比为1:2.6的原料经800℃还原1 h后得到无明显团聚的W粉,其平均粒度为46 nm,残C量为0.05%(质量分数)。

氧化钨还原过程及机理研究

利用X射线衍射仪、扫描电镜和比表面仪研究了WO3还原成W粉过程中的相结构、粉末形貌和粒度的演变过程及机理。结果表明WO3在还原过程中依次转变为WO2.90、WO2.72、WO2,最终被还原成W。在WO3氢还原成W粉的过程中,WO3具有的平滑规则六面体形貌会转变为粗糙六面体,并随着还原过程进行,较大的二次颗粒分解成小颗粒。在WO3氢还原成WO2.90和WO2.72的过程中,粉末的比表面积不断增大,粉末粒度不断减小,但在WO2.72还原为WO2和WO2还原为W的过程中,粉末比表面减小,粉末的粒度不断增大。

超细和纳米钨粉制备技术进展

超细及纳米钨粉因优越的性能而具有广泛的应用前景,因此其制备技术一直是国内外研究热点。综述了超细和纳米钨粉的制备技术,着重介绍了氧化钨氢还原法、高能球磨法、溶胶凝胶法、冷冻干燥法制备超细及纳米钨粉原理和工艺的应用,并展望了超细和纳米钨粉制备技术的发展趋势。

弱碱性稳定Fe_3O_4水基磁流体的制备与表征

利用化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性微粒,去离子化处理后用油酸钠进行表面改性制备成水基磁流体。分别用XRD、FT-IR、SEM和VSM等手段对样品进行表征,探讨了pH值对磁流体稳定性的影响。结果表明制备的Fe3O4磁性粒子为面心立方的反尖晶石结构,平均粒径在18nm左右。磁流体中油酸钠在纳米Fe3O4粒子表面形成了双层包覆,改性后的纳米磁粒分散性良好,具有超顺磁性,饱和磁化强度较改性之前有所降低。体系的pH值可以改变Fe3O4磁性粒子的表面电荷和油酸钠的包覆效果,从而影响磁流体的稳定性,制备的磁流体在pH=7.5时具有良好的稳定性。

碳辅助氢还原/碳化法制备纳米WC粉的烧结工艺研究

以碳辅助氢还原/碳化法制备的纳米WC粉为原料,采用低压烧结工艺制备超细晶WC-6Co硬质合金。采用XRD和SEM表征了烧结工艺对WC-Co烧结体的物相组成和显微形貌的影响,并测试了烧结体的力学性能。结果表明,随着烧结温度升高和时间延长,烧结体的致密度增加,晶粒尺寸增大,硬度和抗弯强度随着致密度增加而提高,但烧结温度过高或时间过长,会降低烧结体的性能。最佳烧结工艺为,烧结温度1 360°C,保温时间60 min,所得WC-6Co硬质合金的平均晶粒尺寸为305 nm,洛氏硬度和抗弯强度分别达到94.6 HRA和4 450 MPa。

均匀沉淀法制备球形Co-Y_2O_3复合粉末

以钴粉、氧化钇和草酸铵为原料,采用均匀沉淀法制备Co-Y2O3的前驱体,经氢还原后得到Co-Y2O3复合粉末,研究反应溶液中CoCl2浓度、YCl3与CoCl2的物质的量比n(YCl3)/n(CoCl2)以及表面活性剂对Co-Y2O3复合粉末形貌和粒度的影响。结果表明:YCl3与CoCl2的物质的量比以及表面活性剂对Co-Y2O3复合粉的形貌都有很大影响。当n(YCl3)/n(CoCl2)的值由0增加到0.014时,复合粉形貌由棒状转变为梅花状;当n(YCl3)/n(CoCl2)进一步增大到0.040和0.078时,复合粉分别为絮状和粗棒状;向n(YCl3)/n(CoCl2)为0.014的混合溶液中加入十二烷基硫酸钠时,复合粉末形貌由梅花形转变为球形。CoCl2的浓度c(CoCl2)对复合粉末粒度和分散性有较大影响。随c(CoCl2)从0.2 mol/L增加到0.5 mol/L,复合粉末的平均粒度由7μm减小到4μm,并且粉末的分散性更好;当c(CoCl2)增加到0.8 mol/L时,粉末的平均粒度增大到10μm,粉末的分散性变差。

喷射成形新型热作模具钢的组织与力学性能研究

对比了喷射成形新型热作模具钢与商用H13钢的性能差异,利用SEM和TEM进行微观组织分析,研究了合金元素对组织性能的作用规律。结果表明:喷射成形新型热作钢在韧性与H13钢相当的情况下,具有更高的回火抗性和高温强度。新合金在650℃回火时,组织仍然保持马氏体形态,在板条内发现了大量弥散细小的针状Mo2C,钉扎位错,推迟了马氏体的回复;而H13钢650℃回火组织中马氏体已经失去板条形态,位错密度大大降低,碳化物也明显聚集长大。仅仅降低钢中的Cr就可以明显提高新合金钢的回火抗性与高温强度,进一步增加Mo含量对高温强度影响较小,V含量的增加极大地增加了淬火后未溶碳化物的数量与尺寸,降低了固溶到基体的合金元素含量,反而降低了冲击韧性、回火抗性以及高温强度。

热变形对烧结Cu-10%WC复合材料组织及性能的影响

采用还原法制备Cu-10%WC复合粉末(质量分数),热压烧结得到Cu-10%WC复合材料,并进行热轧处理。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、拉伸试验等研究了热轧对Cu-10%WC复合材料组织和性能的影响及机理。结果表明,经热轧:复合材料中WC颗粒尺寸无变化但沿轧制方向重新排列;Cu晶粒尺寸减小,发生再结晶时沿(220)晶面择优生长,降低了与WC颗粒结合界面的错配度。轧制后,复合材料抗拉强度从426 MPa提高至492MPa,硬度HV0.2从1467.1 MPa提高至1634.6 MPa,导电、导热性能不变。热轧使WC颗粒重新排列调节了位错的分布、Cu晶粒择优取向提高与WC颗粒界面结合强度以及细晶强化的作用,提高了复合材料综合性能。

液相原位反应法制备Cu-Y_2O_3复合材料

采用液相原位反应法制备了Cu-0.9Y_2O_3(体积分数,%)复合材料.TEM观察与SAD分析表明:Cu基体上均匀分布着纳米Y_2O_3颗粒,其平均尺寸和颗粒间距分别为5.0和20 nm,Y_2O_3颗粒与基体共格、晶面(422)_(Y_2O_3)//(111)Cu,晶带轴[011]_(Y_2O_3)//[112]Cu.实验结果表明,Cu-0.9Y_2O_3复合材料的抗拉强度为568 MPa,其强化机制为Orowan机制和切割机制共同作用,其中Orowan机制产生的强度增值为185 MPa,切割机制引起强度增加195 MPa.

Y_2O_3弥散强化铜基复合材料的强化机制

通过力学性能测试和TEM观察,对液相原位反应法制备的Cu-0.9Y2O3(体积分数,%)复合材料的凝固机理和强化机制进行研究。结果表明:在液相线温度上,熔融的Cu-Y合金在等温凝固的条件下,原位生成的纳米级Y2O3粒子均匀弥散分布在铜基体上,并没有在晶界附近聚集长大;通过不同强化机制定量计算Cu-0.9Y2O3复合材料的抗拉强度为593 MPa,与实测值568 MPa相当,其中,Orowan机制和切割机制作为主要的强化机制是共同存在的,其产生的强度增值分别为174和207 MPa,晶界强化作为辅助强化机制对材料的强度也有贡献。

添加碳对氧化钨氢还原制备纳米钨粉的影响

针对氧化钨氢还原过程中因"挥发-沉积"作用而导致W粉晶粒快速长大和异常长大现象,利用添加碳的方法抑制氧化钨挥发,制备了平均粒径56.4 nm的球形W粉,并研究了添加碳对还原机制的影响。结果表明,W粉的粒度和纯度与前驱体配碳比有关,最佳配碳比为2.6。W粉粒径随还原时间延长不断增加,长大趋势与还原温度密切相关。随着还原温度由680℃升高至760℃,W粉晶粒长大速率变慢,粒径和残余碳含量显著降低,分散性变好;继续升高温度,W粉粒径略有增加。在710℃以上,还原产生的水蒸气与碳反应生成CO和H_2,显著降低体系中水蒸气的分压,抑制挥发性水合物WO_2(OH)_2的产生,W粉的主导长大方式也由挥发-沉积转变为原子扩散机制。

Y对Cu的显微组织和性能的影响

借助金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电镜、X射线衍射仪及涡流电导率仪、硬度仪研究了真空感应制备的Cu-Y合金的组织和性能。实验结果表明,Cu-Y合金的组织随着Y含量的增大而不断细化,未固溶的Y元素在Cu中以中间相化合物六方Cu7Y的形式富集在晶界处,退火后Cu7Y相会分解为立方Cu5Y相。Cu-Y合金的导电率随Y含量的增加会先上升再降低,当Y含量为0.05%时导电率达到最大102%IACS。而显微硬度随着Y含量的增加而不断升高,主要硬化机制为细晶硬化和第二相硬化。

渗碳体石墨化制备无铅易切削石墨黄铜的组织及性能

以共晶铸铁（eutectic cast iron,ECI）作为C源,通过熔铸时渗碳体的原位生成及渗碳体石墨化工艺制备石墨黄铜.利用SEM和EDS分析石墨黄铜的显微组织,探讨了显微组织与力学性能和切削性能的关系.结果表明：铸造过程中原位生成的渗碳体通过石墨化退火后分解成石墨颗粒均匀弥散地分布于黄铜基体上,颗粒尺寸为3~6μm,铸铁添加量为7%时石墨颗粒出现偏聚.随着铸铁添加量的增加,基体组织不断细化,抗拉强度和显微硬度增加,伸长率降低;随着石墨体积分数的增大,石墨黄铜的切屑形貌得到不断改善.当铸铁添加量为5%时黄铜的切屑形貌最好,为短片状和C型,其切削性能与铅黄铜HPb59-1相当.

共沉淀法制备Co-Y_2O_3复合粉的热力学分析

为了制备球形颗粒的Co粉和实现在Co粉中添加Y_2O_3的目的,分析了共沉淀法制备Co-Y_2O_3复合粉前驱体的热力学。通过对Co^(2+)-Y^(3+)-NH_3-C_2O_4^(2-)-H_2O沉淀体系的热力学分析,得到了lg[M]T-p H关系图(M为金属元素)。热力学分析表明:增加草酸根总浓度[C]T和铵根总浓度[N]T会促进Co^(2+)离子的络合,而Yz^(3+)离子只受草酸根总浓度[C]T的影响,随着[C]T的升高Y^(3+)离子沉淀率下降。Co^(2+)离子和Y^(3+)离子沉淀的最佳p H值分别为2~2.5和1.5~2.5。当p H值为2.5时,由共沉淀法制备出簇球状Co-Y_2O_3前驱体,经煅烧和还原后得到球形Co-Y_2O_3复合粉,其颗粒尺寸约为5μm。