机械热化学法制备纳米W-Cu复合粉末及其烧结性能研究

WO3和CuO原料粉末经气流粉碎后,在H2气氛中进行共还原,制得了Cu含量为20%（wt%）的纳米W-Cu复合粉末;通过X射线衍射,透射电镜和扫描电镜等方法研究分析所制备W-Cu粉末的烧结行为和烧结体性能。结果表明：气流粉碎可以明显地降低WO3和CuO的粒度;通过对气流粉碎氧化物粉末进行共还原,可获得粒度为50-100nm的W-Cu复合粉末。该粉末烧结活性较高,其成形压坯在1200℃下于H2气氛中烧结后相对密度可达98%以上,且烧结体晶粒细小均匀。其抗弯强度和维氏硬度分别超过1000MPa和300MPa,电导率高于35%IACS。

纳米W-Cu复合粉末的制备及其性能表征

采用蒸氨均相共沉淀法,即加热含有Cu2+和WO42-的氨络合物溶液,使氨蒸发,获得沉淀物,然后对沉淀物进行煅烧、还原,最终制得了含Cu量为20%的W-Cu复合粉.对沉淀物和W-Cu复合粉的组成和粒度等进行了表征.同时对于不同温度下烧结上述W-Cu复合粉压坯所得烧结体的微结构和物理、力学性能等进行了测试分析.试验结果表明,蒸氨均相共沉淀法制备的W-Cu复合粉体具有纳米粒度和均匀的化学组成,其烧结活性高,在较低温度下烧结即可达很高的致密化程度;所得烧结体具有良好的物理、力学性能.

超细/纳米W-Cu复合粉末制备的研究进展

综述了近年来国内外超细/纳米W-Cu复合粉末的研究进展,对超细/纳米W-Cu复合粉末的多种制备方法——机械合金化、机械-热化学法、喷雾干燥法、溶胶-凝胶法等进行了介绍和技术特点分析。

纳米W-Cu复合粉体制备的研究进展

W-Cu复合材料结合了W、Cu金属各自优良性能,具有良好的高温强度、延展性、抗电弧烧结性、耐高温氧化和低膨胀系数等特点,广泛应用于机械加工、国防工业、航空航天、电子信息、军事等领域。以超细纳米W-Cu复合粉体为原材料是制备出性能优越的W-Cu复合材料的主要途径之一,受到国内外学者的广泛关注。主要总结了W-Cu超细纳米复合粉体的制备方法,如机械合金化法、化学共沉淀法、水热合成-共还原法、喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、冷冻-干燥法、燃烧法等,并通过分析现阶段制备W-Cu纳米复合粉体存在的问题,提出了未来该领域的研究方向。

纳米W-Cu复合粉末制备技术的研究现状

纳米W-Cu复合粉末具有大的比表面积和高的烧结活性,可制备各种致密度高、性能优良的W-Cu复合材料,因而在电子封装和微电子信息工业中越来越受到重视。本文综述了近几年国内外纳米W-Cu复合粉末的发展现状,详细介绍和评价了几种纳米W-Cu复合粉末的制备方法。

片状粉末法制备碳纳米管/铝复合材料的组织特征及性能调控

本文利用片状粉末法中片状铝粉末大比表面积优势,结合粉末冶金法成功制备了碳纳米管/铝复合材料,实现了碳纳米管的低结构损伤和在铝基体中的良好分散。但片状铝粉表面自发生成的氧化铝薄膜阻碍了碳纳米管与铝的直接结合。由于粉末冶金低的制备温度,这种碳纳米管-氧化物-铝之间难以形成强的化学键合,复合材料在拉伸后直接在混合界面上破坏,导致复合材料相比基体合金强度不增反降。通过增加片状粉末厚度进而减小其表面的氧化物以及结合添加镁元素的方法,大幅增加界面结合强度,复合材料的屈服强度和抗拉强度相比基体出现高效提升。

纳米晶Ta-10%W复合粉末的制备和烧结行为研究

本文采用氨水中和溶液共沉淀-氢还原-钠还原-气态镁脱氧的方法,制备出了纳米晶Ta-10%W复合粉末,并将该粉末体经垂熔烧结致密化制备出了显微组织均匀细小的Ta-10%W合金。研究了复合粉末在制备过程中的相转变、形貌特征以及粉末烧结体的性能和烧结致密化行为。结果表明:前驱体复合粉末为非晶结构,经氢还原后形成了(Ta,O)和W相,经钠还原后转变为Ta2H+W相;最后经气态镁脱氧后转变为Ta+W相,获得的纳米晶Ta-10%W复合粉末平均晶粒尺寸和氧含量分别为70 nm、0.27%。粉末体在2400℃经一次垂熔保温120 min,粉末烧结体的相对密度达到93.56%,显微硬度(HV)325.4,经开坯变形和二次垂熔后,相对密度达到97.92%。合金断裂以穿晶解理断裂为主,断口呈现解理台阶、放射状裂纹、河流花样以及颗粒拔出等特征。纳米晶Ta-10%W复合粉末烧结活性高,Ta和W相互固溶缩短了扩散距离,通过纳米自催化作用相互碰撞和吸引致使晶粒并合长大,显著促进了垂熔致密化过程。

纳米陶瓷颗粒在铝基复合材料中的研究进展

纳米陶瓷颗粒在铝基纳米复合材料领域是极具潜力的增强相,可较容易地使基体材料实现轻质化、耐高温、耐摩擦、化学稳定性强的改性效果。在复合工艺中,纳米陶瓷颗粒的不均匀分散及其在基体材料中的润湿性差是当下的主要挑战。本文以不同种类的纳米陶瓷增强相为线索,分析梳理了不同性能及不同应用导向的纳米陶瓷颗粒在铝基复合材料应用中的研究进展。

热机械合金化法制备纳米晶W-Cu复合粉末

采用热机械合金化制备纳米晶W-Cu复合粉末。通过XRD、SEM、激光粒度测试等方法对球磨后的粉末进行表征。结果表明:随球磨时间延长,W的晶粒尺寸不断减小,球磨30 h后W的平均晶粒尺寸为41 nm左右;球磨初期,粉末迅速细化;随球磨时间延长,粉末粒度有所增加;进一步增加球磨时间,粉末粒度减小。球磨粉末还原后有较高的烧结活性,1 200℃烧结后相对密度可达97%以上。烧结材料的组织非常均匀,且晶粒细小。

粉末冶金制备碳纳米管增强金属基复合材料:进展和挑战

自20世纪90年代以来,碳纳米管增强金属基复合材料的研究备受关注,但尚未转化为商业应用。迄今,粉末冶金已成为制备该类金属基复合材料的主要工艺。结合碳纳米管表面涂层或原位自生碳纳米管,利用球磨、挤压、轧制或大塑性变形等工艺,可明显改善碳纳米管在基体中的分散和界面结合。目前已经可以制备0.5%~7.5%碳纳米管(体积分数)的高性能金属基复合材料。总结了碳纳米管增强金属基复合材料在制备工艺、组织和性能方面的研究进展,探讨了其潜在应用、挑战和未来方向。

粉末冶金法制备的碳纳米管增强镁基复合材料的微观组织及力学性能研究

以粉末冶金法制备的碳纳米管增强镁基复合材料为研究对象,利用扫描电子显微镜等手段对其微观组织进行表征,并采用力学性能测试方法对其力学性能进行测试和分析。结果显示,加入适量的碳纳米管可以有效地提高镁基复合材料的力学性能,同时也能够改善其微观组织结构。本研究为镁基复合材料在工业应用中的推广和发展提供了一定的理论依据和实验基础。

喷雾干燥-氢还原制备W-50Cu纳米复合粉末过程中的相转变

采用溶胶-喷雾干燥、煅烧和氢还原工艺制备了纳米级W-50%Cu(质量分数,下同)复合粉末,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)研究了粉末制备过程中的相演变。非晶态喷雾干燥前驱体经煅烧形成复合氧化物粉末,其形貌和相结构随煅烧温度而变化。煅烧后的复合氧化物粉末在还原过程中经过了一系列复杂的相转变,其相转变过程分为3个阶段:在350℃,粉末主要由Cu、Cu2O、WO3、W相组成;在450℃还原后粉末由Cu、Cu2O、WO3和WO2相组成;在550℃以上还原时,铜的氧化物全部变成Cu相,WO3和WO2渐渐变成W相,其中WO2一直在750℃仍保持稳定。一系列的XRD分析结果表明,还原后的W-Cu纳米复合粉末由W(Cu)超饱和固溶体新相和Cu相组成,其晶粒尺寸分别为33nm和63nm。

纳米W-Cu粉末的均相沉淀法制备及其烧结性能

采用湿化学工艺———蒸氨均相沉淀法, 制备了纳米 CuWO4 ·2H2O/Cu2WO4 (OH)2 均相沉淀物, 然后煅烧、还原, 得到含Cu 30%的W Cu复合粉。将该复合粉压坯在H2 气氛中于不同温度下烧结后, 对烧结体的微结构和物理、力学性能等进行了测试分析。实验结果表明: 蒸氨均相沉淀法制备的 W Cu复合粉体具有纳米粒度和均匀的化学组成, 其烧结活性高, 在较低温度下烧结即可达很高的致密化程度。由上述 W Cu粉体所制备的烧结体具有良好的物理、力学性能。

超细/纳米W-10%Cu复合粉末制备与烧结工艺

采用溶胶喷雾干燥共还原法制备超细/纳米W-10%Cu(质量分数)复合粉末,将该粉末压制成形后进行一步烧结,研究粉末制备过程中的工艺参数对粉末晶粒尺寸、比表面积、粒度、氧含量、相组成和形貌的影响以及烧结参数对烧结体密度的影响。研究结果表明:复合氧化物粉末可在较低温度下还原较完全,还原后的W-10Cu复合粉末粒度细小,团聚体粒度为100nm左右,单颗粒晶粒粒度约为22.6nm,W-10%Cu复合粉末在1350～1400℃烧结可达近全致密,其显微组织主要是细小的球形钨晶粒均匀弥散分布在铜相中,其中钨晶粒粒度约为1.0μm。

纳米CeO_2/Zn复合粉末的高能球磨法制备与表征

采用高能球磨法制备了用于热浸镀锌的纳米C eO2/Zn复合粉末,并利用X射线衍射(X-ray d iffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoe lectron spectroscopy,XPS)、透射电镜(T ransm iss ion e lectron m i-croscopy,TEM)、扫描电镜(Scann ing e lectron m icroscopy,SEM)以及能谱分析(X-ray energy d ispers ive spec-trum,EDS)等方法,对复合粉末的显微结构、表面成分、晶粒大小、微观形貌以及元素分布进行了研究。结果表明,随着球磨时间的延长,纳米C eO2硬团聚体逐渐解聚,Zn晶粒不断细化,形成层片状复合粉末;球磨120 m in后纳米C eO2粒子分散良好,呈理想的单个均匀弥散分布状态包覆在Zn颗粒上形成近似球形的复合粒子,其粒径分布均匀。

矿物和纳米材料对活性粉末混凝土性能的影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。利用硅粉、偏高岭土和纳米材料制备了活性粉末混凝土,并对矿物成分和纳米材料对活性粉末混凝土基本特性的影响规律进行了研究。硅粉和偏高岭土按照固定比例掺入,纳米二氧化硅和纳米氧化铝则分别按照水泥质量0.5%、1%、2%和3%的比例进行掺入。通过新拌混凝土的密度和流动度实验以及不同龄期下的强度实验对改性后的活性粉末混凝土的基本特性进行测试,结果表明随着纳米材料的掺入,混凝土的密度逐渐增加,而流动度则不断减小;抗压强度和抗折强度随着纳米材料掺入量的增加先增后减,由此得出纳米材料的较优掺量为1%~2%。高温实验结果表明活性粉末混凝土的抗压强度和抗折强度随着温度先增后减,较佳温度为200℃;温度导致的强度下降的速度为CSS>CSA>CMA>CMS。此外,SEM分析表明高温会导致混凝土内部出现劣化。

化学共沉淀-封闭循环氢还原法制备纳米W-Cu复合粉

以H2WO4和CuSO4·H2O(W:Cu=70g:30g)为原料,采用化学共沉淀方法制备W-Cu化合物粉末,其反应条件为:反应温度25℃±1℃,pH值5.0-5.2,陈化时间8h±1h。设计了封闭循环氢还原系统,用此系统进行氢气热还原,不仅使氢气得到充分利用,而且容易判断反应终点。通过系统内的特殊装置除水,降低了还原温度,在600℃下还原得到W和Cu混合均匀的复合粉。其粒径小于70nm。

MA制备W-Ni-Fe纳米复合粉末的工艺优化

研究了90W 7Ni 3Fe混合粉末在行星式高能球磨机中的机械合金化(MA)工艺。在一定条件下球磨后,采用XRD分析了粉末相变化、晶块尺寸和晶格畸变,采用SEM对粉末形貌进行了分析。研究了球磨时间、球磨机转速、球料比、球装填系数、不同的表面活性剂等因素对粉末性能的影响。确定了机械合金化制备W Ni Fe纳米复合粉末的最优化工艺:球磨转速为200r/min,球装填系数为6%～12%,球料比为10∶1,液体介质比为V液体∶V(球+料)=1.4～2.0。不同种类的过程控制剂对MA粉末分散和粉末的成形性有很大的影响,采用8#过程控制剂能在有效分散MA粉末的同时具有好的成形性。

高能球磨制备纳米CeO_2/Al复合粉末

采用高能球磨法制备了纳米 Ce O2 /Al复合粉末 ,并利用 X射线衍射 ( XRD)、场发射显微镜 ( FEM)、扫描电镜 ( SEM)以及能谱分析 ( EDS)等测试分析手段 ,对球磨过程中复合粉末相结构、组织形貌和成分分布的变化进行了研究。结果表明 :随着球磨时间的增加 ,纳米 Ce O2 团聚体逐渐进入 Al颗粒中 ,并被很好地分散开来 ,呈均匀弥散分布 ;Al晶粒尺寸不断细化。

化学镀法制备纳米Ni-B包覆Al复合粉末

以硼氢化钾（KBH4）为还原剂,采用化学镀法制备了纳米Ni-B包覆Al复合粉末,研究了镀液组分及工艺对包覆效果的影响,获得了制备复合粉末的优化条件。采用SEM,XRD,ICP和BET对复合粉末的表面形貌、物相结构、元素组成和比表面积进行了表征分析。结果表明：纳米Ni-B在Al表面包覆连续、均匀,且纳米Ni-B呈非晶态,粒径80100nm,化学组成约为Ni72B28,纳米Ni-B/Al复合粉末比表面积达到了26.21m2.g-1。