纳米晶块体Co-45Ni-10Cr合金在H 2SO 4溶液中腐蚀电化学行为

利用粉末冶金工艺制备常规尺寸(CS)Co-45Ni-10Cr合金粉末,再利用机械合金化法制备纳米尺寸(NS)Co-45Ni-10Cr合金粉末,采用真空热压技术得到相应的块体Co-45Ni-10Cr合金。腐蚀介质选择不同浓度的H_(2)SO_(4)溶液,利用电化学工作站分别测试两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的自腐蚀电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,对比研究了两者腐蚀行为以及晶粒细化对于它们腐蚀行为产生的影响。结果表明:两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的自腐蚀电位均随着腐蚀介质H_(2)SO_(4)溶液浓度增大而发生负移,腐蚀倾向逐渐加剧,同时腐蚀电流密度均增大,电荷传递电阻相应减小,因此腐蚀速度加快。此外,两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的交流阻抗谱均为单一容抗弧,说明腐蚀速率均由电化学过程控制。与Co-45Ni-10Cr(CS)合金相比,Co-45Ni-10Cr(NS)合金的腐蚀速率减慢,表明纳米化后Co-45Ni-10Cr块体合金的耐腐蚀性能有所提高。

NiAl(Co)金属间化合物纳米晶块体材料的制备及其性能

采用机械合金化方法获得NiAl(Co)纳米晶粉末 ,经过热压 ,成功地制备出NiAl(Co)块体纳米晶材料·其晶粒尺寸约在 30 0～ 480nm ,致密度可达到 91%以上 ,室温压缩屈服强度达到12 5 0～ 140 0MPa ,是铸态NiAl合金的 3 1～ 3 5倍 ,室温塑性良好 ,有大约 13 %的压缩塑性·其中Ni50 Al4 0 Co10 纳米晶块体材料压缩率可达 30 % ,而无裂纹产生 ;Ni50 Al4 5Co5,在 980℃高温压缩至19 5 %无裂纹产生 ,变形均匀·还发现含γ′相的NiAl(Co)的双相纳米晶块体材料压缩性能优于单相NiAl(Co)

热压NiAl纳米晶块体材料的HREM观察及EDS分析

利用高分辨电镜（ＨＲＥＭ）及场发射电镜纳米尺度成分分析技术（ＥＤＳ分析）研究了机械合金化和真空热压技术制备 的纳米 ＮＩＡＩ块体材料的微观结构． ＨＲＥＭ及 ＥＤＳ分析结果表明在球磨过程中形成第二相粒子 Ａｌ２Ｏ３分布于 ＮｉＡｌ晶粒内 部或边界上，分布于晶粒边界上的 Ａｌ２Ｏ３对晶界起钉扎作用，有效地抑制晶粒长大；此外，观察到纳米晶粒间存在无序区，这些

金属铝纳米晶块体材料的制备与性能表征

在惰性气体保护的全封闭系统内,采用直流氢电弧蒸发-冷凝与放电等离子烧结相结合的技术制备出高致密度、晶粒尺寸细小且分布均匀的纯铝纳米晶块体材料。对制备材料的结构分析表明,铝纳米晶块体具有很高的纯度,纳米晶界面洁净无杂相。对制备的铝纳米晶块体的力学性能测试表明,其显微硬度为2.12GPa,比铝粗晶材料提高了约6倍;而弹性模量与粗晶块体相比变化不大。

全致密镝纳米晶块体材料的制备及其结构和磁性研究

采用放电等离子烧结技术制备了全致密镝纳米晶块体材料,研究晶粒尺寸对其结构和磁性的影响。显微组织分析发现,在573K和773K的烧结条件下,材料的平均晶粒尺寸分别为10nm和100nm左右,晶体结构分析发现,镝纳米晶块体是与原始粗晶镝一样的密排六方结构晶体,磁性能测试结果表明,随着平均晶粒尺寸的下降,样品的奈尔温度（T_N）逐渐降低,而居里温度（T_C）则先降低后升高,在5K温度和9T磁场下,平均晶粒尺寸10nm的镝块体材料比粗晶镝的磁化强度降低了3.35%,矫顽力则增加了3倍。

低温球磨制备高热稳定性纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金块体材料

利用液氮球磨和真空热压技术制备纳米晶Al-10Zn-3Mg-1.8Cu(质量分数,%)合金块体材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对材料在制备过程中的固态相变、晶粒尺寸和热稳定性进行分析。结果表明,材料经过液氮球磨15 h后晶粒尺寸为37 nm,真空热压后材料晶粒保持在100 nm,热挤压后晶粒尺寸约为300 nm,热处理后晶粒尺寸保持不变。材料的高热稳定性原因在于大量合金元素和杂质元素超饱和固溶于Al基体中阻止了晶粒的长大,以及细小析出MgZn2相和Al2O3颗粒对于晶界的钉扎作用。

低温球磨和真空热压技术制备的纳米晶纯铝块体的强化机理

利用液氮球磨和真空热压技术制备了纳米晶纯铝块体材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料的晶粒尺寸和微观组织进行研究,分析了影响热稳定性的因素和强化机理。研究表明,液氮球磨以后材料晶粒尺寸为37nm,经过真空热压和热挤压后晶粒有所长大,晶粒大小约300nm,纳米晶结构基本得到保持。分析晶粒热稳定性的原因在于球磨过程中生成的AlN等粒子的晶界钉扎以及引入的杂质溶质的拖拽作用。纳米晶纯铝块体的拉伸强度极限σb为173MPa,伸长率fε为17.5%。

纯稀土纳米晶Gd块体材料的结构与磁性

采用放电等离子烧结技术（简称SPS技术）及热处理制备了全致密纯稀土纳米晶Gd块体材料，研究了材料的微结构和磁性。X衍射结果表明材料在烧结过程中形成了一定程度的c轴织构。TEM观察显示，烧结态纳米晶Gd的平均晶粒尺度在10nm左右；热处理后，平均晶粒尺寸达到100nm。PPMS测试发现与粗晶Gd相比，纳米晶Gd的居里温度以及饱和磁化强度均有所下降。说明Gd的纳米化对其磁性具有重要影响。

高速喷射电沉积块体纳米晶Co-Ni合金

采用自制的高速喷射电沉积装置制备了块体纳米晶Co Ni合金 ,利用SEM、TEM、XRD及EDS等方法研究了电流密度对沉积速率、电流效率及Co Ni合金沉积层组织结构的影响 ,并与槽镀沉积层进行了对比。结果表明 :采用该方法后允许使用的极限电流密度、沉积速率及电流效率均显著增大 ,沉积速率高达 4 7 33μm/min,是一般槽镀的 90倍左右。随着电流密度的增加 ,沉积速率呈近似线性增加 ,但电流效率增大到一定值后基本不变。电流密度对沉积层成分影响不大 ,但明显减小沉积层的晶粒尺寸。与一般槽镀相比 ,晶粒尺寸由 2 3 0 7nm减小到 9 18nm。

制备块体纳米/超细晶材料的大塑性变形技术

综述了采用SPD技术制备块体超细晶(UFG)和纳柬晶(NC)材料的几种新方法,如等通道角挤压、高压扭转、多向锻造、多向压缩、板条马氏体冷轧法、累积轧焊法、冷拔、反复弯曲平直法等,分析了采用这些工艺制备的块体纳米材料所共有的微观组织特点。着重阐述了SPD技术的研究进展。

热压致密化块体纳米晶Ag50Ni50合金的显微组织

采用机械合金化 ,随后在 6 2 0℃ ,5 8MPa下热压制备了致密的块体亚稳态纳米晶Ag5 0Ni5 0合金 ,用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜研究了其组织结构。晶格常数的精确测定结果表明 ,球磨 2 0 0h后Ag在Ni中固溶度为 4.96 %± 0 .2 1%(摩尔分数 ) ,Ni在Ag中固溶度为 0 .84%± 0 .30 %(摩尔分数 ) ,热压以后仍具有过饱和固溶度 ,Ag在Ni中为0 .45 %± 0 .11%(摩尔分数 ) ,在相近温度下稳定化处理后进一步脱溶。6 0 0～ 70 0℃时Ag在Ni中固溶度为 (0 .2 1～ 0 .2 4) %± 0 .11%(摩尔分数 ) ,Ni在Ag中固溶度小于 0 .1%(摩尔分数 )。机械合金化粉末的晶粒度约为 6nm ,热压后长大至 40～ 6 0nm ,退火后又长大至 10 0～ 110nm。

硫脲对块体纳米晶工业纯铁在盐酸溶液中的缓蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了硫脲对室温下1 mol·L-1盐酸溶液中粗晶和纳米晶工业纯铁的腐蚀行为的影响.从EIS的拟合结果得知,在1 mol·L-1盐酸溶液中,块体纳米晶工业纯铁比粗晶工业纯铁腐蚀倾向小.基于纳米晶和粗晶工业纯铁在添加有硫脲的1 mol·L-1盐酸溶液中阻抗谱随浸泡时间的变化关系,观察到以下现象,当浸泡时间短至5 min时,对应不同浓度(50、100、150、500 mg·L-1)的缓蚀剂添加量,在粗晶工业纯铁的阻抗复平面图上出现-感抗弧,而在纳米晶工业纯铁的阻抗复平面图是-圆心下偏的容抗弧,随着浸泡时间的延长,两种样品的容抗弧半径增大,在150mg·L-1的浓度时,电荷传递电阻(Rct)出现极值,这表明硫脲是一种吸附型缓蚀剂.抗盐酸腐蚀性能的提高和没有感抗弧的出现,归因于体纳米化的结果,这与体纳米化的制备技术密切相关.

高能球磨制备Al_3Ti/Al块体纳米晶复合材料

通过对Al Ti系和Al TiO2 系进行高能球磨和压制烧结制备了固态原位反应生成的纳米晶块体Al3Ti/Al复合材料。研究表明 :Al Ti合金系高能球磨后 ,各组元晶粒得到细化 ,并且Ti在Al中发生了强制超饱和固溶 ,烧结时原位反应形成纳米晶Al3Ti/Al复合材料 ;而Al TiO2 反应体系高能球磨仅发生组分晶粒细化 ,烧结时TiO2 部分还原并和Al原位反应生成纳米晶 (Ti2 O3+Al3Ti) /Al复合材料。

块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金的热处理

利用液氮球磨、真空热压和挤压工艺制备块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金，并对其固溶和时效处理进行研究，得到时效硬度曲线。利用X射线衍射仪和透射电镜对该合金热处理前后的微观组织进行分析，结果表明：块体制备过程中析出的MgZn2可以通过固溶处理使其回溶并在时效后沉淀析出；热压后晶粒尺寸为50～100nm，热处理后晶粒长大到100nm，部分晶粒达到200nm。

块体金属纳米晶材料力学行为研究进展

本文总结了近年来块体金属纳米晶材料的研究成果.简要讨论了各种制备技术及其特点,分析了块体金属纳米晶材料的强度/硬度、塑性、加工硬化率以及应变速率敏感性等力学性能,深入探讨了在纳米材料中可能存在的各种变形机制,包括位错的发射和湮灭,晶界滑移,晶粒旋转和合并以及孪晶诱导的变形等.最后,介绍了几种同时提高块体金属纳米晶材料强度和塑性的方法.

等温处理对铝热法制备的块体纳米晶Fe_3Al晶粒尺寸和硬度的影响

为研究等温处理对铝热法制备的块体纳米晶Fe3Al平均晶粒尺寸和硬度影响,对制得的材料进行800～1 200℃的等温处理.通过XRD和TEM分析材料的晶体结构和平均晶粒尺寸,用布洛维光学硬度计测定材料的维氏硬度.结果表明:等温处理前后纳米晶Fe3Al的晶体结构未发生变化,均为无序bcc结构;材料的平均晶粒尺寸约为16 nm,在等温处理之后有所长大,1 200℃等温处理8 h后,平均晶粒尺寸达到最大值20 nm;纳米晶Fe3Al的维氏硬度约为481 HV,在等温处理之后略有减小,经1 200℃等温处理8 h,维氏硬度最小值为457 HV.

铜模吸铸法制备的Fe_(74)Al_4Sn_2P_(10)Si_4B_4C_2块体非晶与块体纳米晶合金

利用铜模吸铸法制备了直径1.0mm和 2 .0mm的Fe74 Al4 Sn2 P1 0 Si4 B4 C2 块体非晶合金和直径 2 .0mm的Fe74 Al4 Sn2 P1 0 Si4 B4 C2 块体纳米晶合金圆棒。利用X射线衍射、差示扫描量热仪 (DSC)和差热分析仪 (DTA)对Fe74 Al4 Sn2 P1 0 Si4 B4 C2 块体非晶合金的结构和热性质进行了测定。该非晶合金的超冷液相区ΔTx 为 16 .7K ,约化玻璃转变温度Tg Tm 和Tg Tl 分别为 0 .6 0和 0 .5 7。Fe74 Al4 Sn2 P1 0 Si4 B4 C2 合金接近共晶成分 ,在 10K min的冷却速率下其过冷度可达 86 .7K。利用透射电子显微镜 (TEM)观察了制备态的Fe74 Al4 Sn2 P1 0 Si4 B4 C2 纳米晶合金圆棒的结构 ,为非晶基体上均匀分布的尺寸 10～ 2 0nm的α Fe晶粒。Fe74 Al4 Sn2 P1 0 Si4 B4 C2 合金能达到较大的过冷度 ,具有较高的约化玻璃转变温度 (接近共晶合金成分 )和过冷合金熔体的二步相析出有利于块体非晶合金和块体纳米晶合金的形成。铜模吸铸法既可制备块体非晶合金 ,也可制备块体纳米晶合金 ,是一种很有吸引力的制备块体非晶合金和块体纳米晶合金的方法 ,并进一步证实利用快速凝固法可以直接制备块体纳米晶合金。

三维块体纳米晶材料的制备及应用

综合评述了三维块体纳米晶材料的最新研究进展。概述了三维块体纳米晶材料的常用制备方法及新颖制备技术,并对各种制备方法进行了综合比较,指出其优缺点及已有实际应用的材料体系;介绍了三维块体纳米晶材料的性能表现;展望了三维块体纳米晶材料的未来研究发展方向及其在新领域的应用前景。

Cu对铝热法制备的Fe_3Al-10%Ni块体纳米晶材料组织和性能影响

通过铝热法制备了Cu含量为2%,4%,6%(质量分数,下同)的Fe3Al-10%Ni块体纳米晶材料,用光学显微镜(OM),电子探针(EPMA),X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)表征了材料的微观结构,并测定了材料的维氏硬度和室温压缩性能。结果表明:Cu含量低(2%)时,合金保持无序bcc结构,晶粒尺寸显著下降;高Cu含量(4%和6%)使合金发生B2型有序化转变。添加Cu元素提高了材料的硬度,但不利于材料塑性的提高。添加2%和6%的Cu元素使材料的屈服强度明显增加,而添加4%的Cu元素使材料的强度明显下降。

热压烧结块体纳米晶镍的微观组织及力学性能

为了探索工程实用的块体纳米晶镍制备技术,采用直流电弧等离子体蒸发+热压烧结法在较低的温度下制得了块体纳米晶镍。通过X射线衍射分析仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和阿基米德法等手段研究了纳米晶镍的结构、形貌和孔隙率,并采用数字图像相关法(DIC)分析其室温压缩性能。结果表明,在2.5 GPa、500℃下烧结制得晶粒尺寸为62.1 nm的块体纳米晶镍,其相对致密度为95.8%,最大抗压断裂强度达到905 MPa,断裂伸长率为11.5%,压缩过程中无明显屈服现象。较差的塑性主要归因于微孔隙的存在和较窄的晶粒尺寸分布。