放电等离子烧结制备NiCoV中熵合金微观结构与力学性能研究

NiCoV面心立方(FCC)单相中熵合金展现出卓越的强度和延展性,是一种极具应用潜力的结构材料。本研究采用放电等离子烧结(SPS)技术制备NiCoV合金,这一技术以其快速加热、低烧结温度和高产品致密度等优点而著称,特别适合于快速制备具有细小晶粒的高性能合金。通过对粉末进行球磨处理,消除了合金制备过程中的孔隙缺陷。在随后的热轧处理中,合金中沿晶界分布的硬质相得以重新排布,形成了具有大量位错亚结构、纳米孪晶和均匀分布硬质相的复合微观结构。这种结构有别于传统熔铸方法得到的均匀FCC单相结构的NiCoV合金。SPS工艺结合热轧处理所产生的复合微观结构,通过位错、析出相、纳米孪晶和晶界的多维度协同强化作用,使得合金的屈服强度达到1 360 MPa,抗拉强度达到1 593 MPa,同时保持了18.7%的均匀延伸率,实现了优异的强塑性匹配。这项研究不仅优化了NiCoV合金的微观结构和力学性能,还为高性能中熵合金的制备提供了一种新途径。

流延制备有序排列石墨烯增韧氧化锆陶瓷的结构与力学性能

采用流延成形与放电等离子烧结制备有序排列石墨烯纳米片(graphe nenanosheets,GNS)增韧四方氧化锆多晶体(tetragonal zirconia polycrysta, TZP)陶瓷,研究石墨烯含量(体积分数,下同)对GNS/TZP陶瓷相组成、显微结构以及硬度与断裂韧性的影响,并进一步分析有序排列石墨烯TZP对陶瓷的增韧机制。结果表明:添加少量石墨烯可显著提高陶瓷的断裂韧性。添加0.25%石墨烯的氧化锆陶瓷断裂韧性提升幅度最大,从4.39 MPa·m^0.5提升至7.21 MPa·m^0.5,提升64.1%,硬度(HV20)下降不到1%,为1 345.3。石墨烯在基体材料内平行有序排列,增韧氧化锆陶瓷的机理为以裂纹偏转为主,多种机制协同作用。

粉体表面改性对氧化锆光固化成形的影响

分别采用甲基丙烯酸(MAA),3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(γ-MPS)和硬脂酸(SA)作为改性剂对ZrO2粉体进行表面改性,然后制成光固化浆料,通过红外光谱,结合粒度分析、沉降实验和流变测试等手段,研究改性剂对粉体粒度分布以及浆料的稳定性与粘度的影响和作用机制。结果表明,改性剂以化学吸附的方式存在于ZrO2粉体表面,可有效减少粉体团聚。对ZrO2粉体进行表面改性,可提高光固化浆料的稳定性,并降低浆料粘度。添加0.5%MAA(质量分数)的改性效果最好,在剪切速率为1 s^-1下的浆料粘度由156.2 Pa·s降为47.1 Pa·s。固相含量(质量分数)为75%的ZrO2浆料经过光固化成形和1 500℃烧结3 h后,得到密度为6.02 g/cm^3,硬度(HV(10))为1 290的ZrO2陶瓷。