不同Mg/Li比对粉末冶金Al-Mg-Li合金显微组织及力学性能的影响

采用粉末冶金工艺和热挤压方法制备了Al-Mg-Li合金,并通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验机对合金的微观组织、断口形貌和力学性能进行了分析。研究了不同Mg/Li比(1.3、1.8、2.5)对合金在烧结态、挤压态和T6热处理态下的微观组织和力学性能的影响。结果显示,随着Mg/Li比的增加,烧结态合金的相对密度增加,表明Mg元素对烧结过程具有促进作用。对于挤压态Al-Mg-Li合金,随着Mg/Li比的增加,合金中含Mg的析出相逐渐增多,并聚集在晶界附近,力学性能得到了很大提高,抗拉强度由285 MPa增加至407 MPa。经T6热处理后,Al-Mg-Li合金的第二相主要由δ′相和T相组成,其中δ′相是主要的强化相,均匀分布在铝基体中,而T相在晶界处呈链状分布。研究表明,提高Mg/Li比可以提高Al-Mg-Li合金的抗拉强度和屈服强度,但延伸率可能会有所下降。T6热处理后Al-5Mg-2Li合金可达到抗拉强度532 MPa、屈服强度473 MPa、延伸率4.5%。

碳纤维/铝基复合材料的制备与性能

电磁发射具有隐蔽性好、发射速度快等特点,近年来得到快速发展,具有成为新一代远程精确打击武器的巨大潜力,但是在电磁场、热力场等多场耦合的极端环境下,目前所使用的电枢难以满足服役要求。为此,以长径比为10∶1的碳纤维和气雾化的纯铝粉为原料,结合冷等静压成形、烧结及热挤压工艺制备了碳纤维/铝基自润滑复合材料电枢,对比了不同碳纤维含量的复合材料的微观组织、力电性能及摩擦磨损性能。结果表明:当碳纤维含量≤8 wt%时,碳纤维均匀分布于铝基体中,且平行于挤压方向排布,具有明显方向性;碳纤维的添加提升了基体的强度,并且使复合材料的摩擦系数和磨损量明显低于纯铝基体,对摩副的粘铝量也随之减少;当碳纤维含量达到10 wt%,复合材料的力电性能明显下降;当碳纤维含量为8 wt%时,复合材料的综合性能最好,抗拉强度为219 MPa,导电率为49.2%IACS,摩擦系数为0.22。

陶瓷内衬钢管陶瓷层的裂纹修补及表面质量改善

研究了在SHS-离心法制备陶瓷内衬钢管时，利用自蔓延反应余热熔化改性剂修补陶瓷层中的裂纹．通过对裂纹修补前后陶瓷层的缺陷研究表明：裂纹修补后，陶瓷内衬钢管陶瓷层内的缺陷得到很好修复，已无穿透性裂纹或通孔；同时改善了陶瓷内衬钢管陶瓷层的表面质量，得到与陶瓷层结合良好、表面光滑的内表面．

粉末冶金技术在新能源材料中的应用

新能源的开发和利用是解决人类能源问题的唯一办法,新能源材料是发展和利用新能源的关键所在。粉末冶金作为一门先进的新材料制备与合成技术,在新能源材料的发展过程中起到了关键性的作用。本文详细介绍了粉末冶金技术在核能材料、风能材料、太阳能材料、锂离子电池材料、储氢材料、燃料电池材料中的应用。

基于氢化脱氢钛粉制备低成本高性能钛合金

粉末冶金是短流程制备低成本、高性能钛及钛合金的有效方法之一。采用氢化脱氢(HDH)制粉-冷等静压成形-真空烧结致密化的技术路线制备了间隙原子含量低(O <0. 16%、N <0. 05%、H <0. 015%,质量分数)、具有均匀细小近等轴α组织且室温拉伸性能(Rm为840~950 MPa、RP0. 2为770~900 MPa、A为12%~16%)良好的Ti-6Al-4V合金烧结坯,证明了HDH工艺制备低间隙原子含量钛粉的可行性,而间隙原子含量的增加主要源于粉末及压坯的操作、转移和储存过程。由于粉末冶金钛合金具有细晶和近净成形的特点,无需开坯锻造,并且近净成形的烧结坯能够提高材料利用率,减少后续热加工变形量及加工道次。因此,以粉末钛合金烧结坯替代锻坯进行后续的塑性加工能够大幅度降低钛合金构件及型材的成本。

高阻值衬层的电化学无损探伤

根据电化学原理，得到高阻值衬层穿透性裂纹的电沉积电流与时间的关系曲线，利用计算机数据采集及处理系统，对高阻值衬层进行分析与检测，由此可以定量确定裂纹的大小，再通过观测在裂纹处所沉积的金属（或采用电极扫描技术）来确定裂纹的位置及表面形状，最终可以实现对高阻值衬层的快速无损探伤.

SHS制备钢结硬质合金

采用自蔓延高温合成技术 ,结合粉末冶金烧结工艺制备了TiC、TiB2 -TiN、TiB2 -TiC基钢结硬质合金 ,并研究了铁对Ti-C、Ti-BN、Ti-B4

火焰法沉积金刚石薄膜的组织结构

用透射电镜（ＴＥＭ）对大气中火焰法沉积（ＣＦＤ）金刚石薄膜的组织结构进行了分析研究。结果表明，所沉积的金刚石晶体中｛１１１｝面上存在着大量层错及显微孪晶；在｛１１１｝面上晶粒边界处的位错密度较低。此外，在金刚石薄膜中还观察到存在于金刚石颗粒间的非金刚石型碳（Ｃ），即无定形碳及微晶石墨。

火焰法沉积金刚石薄膜过程中碳在基底中的行为

采用火焰法在Ｍｏ基底上沉积金刚石薄膜，研究了在沉积过程中Ｃ在Ｍｏ基底中的行为．结果表明，在Ｍｏ基层上沉积金刚石时，碳原子与Ｍｏ反应形成Ｍｏ２Ｃ，随着时间延长，Ｍｏ２Ｃ层加厚，Ｃ原子扩散进入基底的速率下降，之后Ｃ原子在Ｍｏ２Ｃ层表面达到过饱和开始金刚石形核．

自蔓延高温合成法固化高放核废料的研究

采用新型氧化剂CrO3,自蔓延高温合成了含Sr2+的钙钛矿.分析了自蔓延高温反应的理论基础,并以XRD、SEM和电感耦合等离子体原子发射光谱仪,分析合成产物的物相、显微结构及浸出率.结果表明:CrO3可将反应燃烧温度由常规1900K提高至2945K;当SrO含量为10wt%时,可以获得较好的钙钛矿物相;当SrO含量为20wt%时可获最低浸出率2.8×10-3g/m2·d.此外,不同配比固化体浸出率皆小于0.13×10-1g/m2·d.

火焰法沉积金刚石过程中碳与基底的反应

在大气中采用火焰法在单晶硅（Ｓｉ）基底上沉积金刚石薄膜，研究了在沉积过程中Ｃ与Ｓｉ基底的反应。结果表明：气相小的碳原子首光大基底表面被吸附，然后扩散进入基底并与基底反应，在较高的温度（＞１１５０℃）下，碳与基底反应形成碳化硅（ＳｉＣ）；在较低温度（＜９５０℃）下，没有发现形成ＳｉＣ。当碳原子在基底表面过饱和以后金刚石开始成核。

高阻值衬层的电化学无损探伤

根据电化学原理,利用计算机数据采集及处理系统,对高阻值衬层进行分析与检测,首次得到高阻值衬层穿透性裂纹的电沉积电流与时间的关系曲线,由此可以定量确定裂纹的大小,再通过观测在裂纹处所沉积的金属(或采用电极扫描技术)来确定裂纹的位置及表面形状,最终可以实现对高阻值衬层的快速无损探伤;在检测时施加高压,可以得到沉积电流与压力之间的关系,它反映出在压力作用下裂纹的发展过程,进而确定高阻值衬层高压容器或管道的耐压极限。

燃烧火焰法沉积金刚石的晶体形貌

本文研究了在大气中用燃烧火焰法沉积出的金刚石的结晶形态。结果发现，所沉积出的金刚石除了八面体和十四面体单晶外，还有尖晶石型、伪五角型、二十面体型及球型等多重孪晶颗粒（Ｍｕｌｔｉｐｌｙｔｗｉｎｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ＭＴＰＳ），并与实验模型进行了对比观察。所有ＭＴＰＳ大多是以｛１１１｝面为孪晶面。在｛１１１｝面上还有大量层错和显微孪晶。本文还对产生上述晶体形貌的原因进行了理论分析。

陶瓷内衬钢管的研究

采用ＳＨＳ－离心法制备陶瓷内衬钢管时，离心力对Ｆｅ＿２Ｏ＿３和Ａｌ的燃烧过程及其产物的相分离和组织有重要影响，陶瓷内衬钢管具有良好的机械性能和耐蚀性，计算表明，复合钢管中，陶瓷层受压应力，金属管受张应力，这种残余应力分布使复合管具有良好的抗机械冲击和抗热冲击性。

感应熔覆Ni60涂层显微组织及耐蚀性

利用两步法,感应熔覆制备了内、外壁Ni60合金涂层钢管。研究了熔覆涂层腐蚀前、后截面显微组织以及腐蚀产物膜的微观形貌特征,利用失重法测量了涂层盐雾、CO2腐蚀速率,定量评价了熔覆涂层的耐腐蚀性能。结果表明:熔覆Ni60涂层全致密,内部均匀分布大量碳化物、硼化物硬质点,涂层与基体之间冶金结合,界面处互扩散区宽度约为8μm。熔覆Ni60涂层对基体有较好的防腐保护作用,盐雾腐蚀环境下出现锈斑的时间大于150 h,平均腐蚀速率为0.75 g/(m2.h),涂层动态CO2腐蚀相对静态CO2腐蚀更加剧烈,实验温度348 K时,静态腐蚀速率为0.78 g/(m2.h),动态腐蚀速率为1.02 g/(m2.h)。

化学共沉淀法制备钨铜合金

首先采用化学共沉淀法制备钨铜复合氧化物粉末,再用氢还原得到纳米级钨铜复合粉末,经成形和烧结得到超细弥散分布钨铜合金。研究结果表明,采用化学共沉淀法结合氢还原工艺制备的W-20%Cu纳米复合粉,W颗粒粒度为30～50nm,形状呈多边形,Cu相均匀分布在W相之间将W颗粒粘结。所制得的钨铜复合粉表现出高的烧结活性,经1250℃烧结其相对密度达到99.7%,热导率达到223.1W/m·K,导电性、抗弯强度以及硬度等性能也比传统产品有大幅度提高。

热处理对La-Mg-Ni系贮氢电极合金性能的影响(Ⅱ)贮氢及电化学性能

用冷坩埚磁悬浮熔炼方法制备铸态La0.7Mg0.3(Ni0.81Co0.15Al0.04)3.4贮氢电极合金,并分别在1073、1173和1273K温度下热处理8h得到不同的热处理态合金,采用ICP-AES、三电极体系、显微硬度测试、XRD、SEM及EDS等研究合金的Mg含量、电化学性能、显微硬度及相应电极的表面状态。ICP-AES分析表明,合金的Mg含量随着热处理温度的升高而降低。P-C-T曲线显示随着热处理温度的升高,合金放氢平台的平台区域先变宽后变窄,平台压力先降低后升高再降低,平台先变得平坦后倾斜。电化学性能测试表明,合金电极的最大放电容量先增加后减小,循环稳定性先提高后有所降低;其中1173K,8h热处理态La0.7Mg0.3(Ni0.81Co0.15Al0.04)3.4合金具有良好的综合电化学性能,可以用作高容量电极材料。

铝热-重力分离法制备陶瓷复合钢管

研究了填充密度、预热温度及添加剂等条件对铝热-重力分离法制备陶瓷复合钢管的影响．随填充密度增大反应速度减慢．预热可以提高反应速度．适当的添加剂可以调节反应速度，使反应过程易于控制．应用铝热-重力分离法成功地制出了高炉煤粉喷枪枪头，延长了其使用寿命：并一次合成出了直径50mm～273mm的弯头．

Fe含量及摩擦组元对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

以电解Cu粉、还原Fe粉、石墨等为主要原料,采用粉末冶金加压烧结工艺制备了Cu基粉末冶金摩擦材料,研究了Fe含量及SiO2、Al2O3、SiC等摩擦组元对烧结合金的显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Fe主要影响摩擦材料的力学性能,随Fe含量的增加,摩擦材料的硬度、抗压强度和抗弯强度显著提高,Fe含量为15%(质量分数,下同)时具有高摩擦系数、较低磨损量和稳定的摩擦过程;添加摩擦组元SiC后的材料强度最高、摩擦系数最大、磨损量最小,但增加了对偶材料的磨损,加SiO2后材料摩擦系数最小、磨损量最大,Al2O3所起作用介于二者之间。

陶瓷复合钢管的研究和工业应用

工厂已能用SHS—离心法生产出高质量直径Φ800mm的陶瓷内衬钢管。研究发现,在SHS—重力法中,铝热反应主要受气相反应控制,并首次用此法生产出直径Φ273mm的陶瓷内衬整体弯管;全封闭粉料加工系统已工业应用;根据电化学原理,利用计算机系统实现了陶瓷衬层的快速无损探伤;利用反应余热熔化修补剂,在陶瓷表面形成与陶瓷层结合良好、光滑的修补层;在“九五”后期,陶瓷复合钢管在全国已形成上亿元的工业规模。