机械合金化制备Cu-Fe过饱和固溶体及其时效分解

采用机械合金化工艺制备Cu-xFe(x=1,2,4,质量分数/%)过饱和固溶体,研究时效对其硬度和导电性能的影响。X-ray衍射分析结果表明:机械合金化显著提高了Fe在Cu中的固溶度,Cu-4Fe复合粉末经32h球磨,Fe完全固溶于Cu基体中,此时Cu晶粒尺寸为20nm,点阵常数降低到0.3621nm。硬度和导电率测试结果表明:时效处理能促进过饱和固溶体发生分解,Cu-4Fe过饱和固溶体冷压成型压坯在400℃保温8h后显微硬度HV由时效前的175降低到96,电导率由35%IACS(国际退火铜标准)提高到60%IACS。

Al-Si合金超高压凝固过饱和固溶体的时效组织与性能

A l-9.21%S i亚共晶铝硅合金在5.5 GPa高压下凝固,获得接近单一α相的超高过饱和固溶体.对超过饱和固溶体进行时效处理,获得了弥散分布的细颗粒S i相,合金的性能有非常大的提高.分析了时效处理温度和保温时间对析出组织的影响.高压凝固获得超高过饱和固溶体后进行时效处理,有可能成为制备某些特殊材料的新方法.

ZA40合金过饱和固溶体胞状分解

利用差热扫描量热仪 ( DSC)及透射电子显微镜 ( TEM)研究了 Zn- Al40合金过饱和固溶体 α′s在连续加热及等温时效过程中的不连续分解。结果表明 :过饱和固溶体 α′s在连续加热及等温时效过程中将发生分解 ,并通过不连续分解机制形成胞状组织 ,其反应激活能为 78.79k J/mol。锌的扩散速度决定过饱和固溶体 α′s的胞状分解速度 ,且胞状组织的生长受晶界扩散控制。胞状组织在生长过程中发生晶界迁移 ,最终形成 α- η- Zn片层相间的组织。

机械合金化制备铜碳过饱和固溶体

采用机械合金化方法制备Cu-4wt%C过饱和固溶体,通过SEM和XRD分析研究了机械合金化中Cu-C复合粉末的形貌变化及碳在铜中的固溶度扩展问题。结果表明,机械合金化过程中Cu粉和C粉形成了层状复合粉末;随着球磨时间的增加,C的衍射峰逐渐消失,Cu的衍射峰逐渐宽化,并且位置发生偏移;球磨24h后,C原子固溶到Cu中,Cu的点阵常数达到0.3620nm,晶格膨胀了0.15%。

机械合金化制备Ag-Cu纳米晶过饱和固溶体

参考Miedema半经验理论,建立了Ag-Cu系机械合金化(MA)过程的热力学模型。热力学计算分析指出,Ag-Cu二元系不具有形成过饱和固溶体的热力学驱动力;而对机械合金化制备的Ag-20%Cu(原子分数)合金的X射线衍射(XRD)分析表明,机械合金化可以获得Ag-Cu纳米晶过饱和固溶体;这说明Ag-Cu合金经机械合金化形成过饱和固溶体主要来源于动力学驱动。在随后的退火过程中,纳米晶过饱和固溶体发生分解。

Fe-Cu二元互不溶体系中纳米晶过饱和固溶体的机械合金化制备研究进展

Fe-Cu二元互不溶体系合金在机械合金化过程中形成纳米晶过饱和固溶体,并显示出与其微米尺度结构合金所不同的独特性能。综述了近年来Fe-Cu二元互不溶体系中纳米晶过饱和固溶体的机械合金化研究进展,着重介绍了Fe-Cu纳米晶过饱和固溶体的形成机理及其力学和物理性能等。

ZnAl40合金过饱和固溶体时效特性

利用Ｘ 射线衍射、显微硬度测定等手段研究了ＺｎＡｌ４０ 合金的时效分解特性， 并通过ＳＥＭ 和ＴＥＭ 观察了时效过程中合金的微观组织变化。结果表明， 在时效过程中， 合金的硬度发生变化， 硬度峰值与时效温度有关， 且随着时效时间延长， α′Ａｌ 的点阵参数增加。在时效过程中， 过饱和固溶体α′Ａｌ 发生分解， 在晶界处通过非连续沉淀反应， 形成粒状组织； 晶内通过ｓｐｉｎｏｄａｌ 分解， 形成类织物（ｔｗｅｅｄ）

二元互不溶体系中纳米晶过饱和固溶体机械合金化的研究进展

互不溶体系合金在机械合金化的非平衡过程中能够形成纳米晶过饱和固溶体,并显示出与其微米尺度结构合金所不同的独特性能。纳米晶过饱和固溶体不仅是互不溶体系中重要的一种亚稳态结构,也是一种重要的纳米材料体系。综述了近年来二元互不溶体系中纳米晶过饱和固溶体机械合金化的研究进展,着重介绍了纳米晶过饱和固溶体的形成机制,以及纳米晶过饱和固溶体的热稳定性、力学和物理性能。

机械合金化制备Co-Cu纳米晶过饱和固溶体

根据Miedema半经验理论建立Co-Cu二元系机械合金化过程的热力学模型,讨论机械合金化法制备的Co-Cu(原子分数为20%)纳米晶过饱和固溶体的热力学和动力学特点。结果表明:采用机械合金化法可以获得Co-Cu纳米晶过饱和固溶体;热力学计算结果显示,Co-Cu二元系不具有形成固溶体的热力学驱动力,Co-Cu合金经机械合金化制备纳米晶过饱和固溶体的驱动力主要来源于动力学。

用机械合金化方法合成铜基过饱和固溶体

本文通过对铜粉、钛粉以及石墨粉进行球磨,得到了铜的过饱和固溶体。利用X射线衍射(XRD)技术跟踪分析了整个机械合金化过程,探讨了球磨过程中过程控制剂对于机械合金化进程的影响。用光学显微镜观测了不同阶段粉末的粒度,发现其经历了一个先增大后减小而后趋于稳定的过程,用扫描电镜(SEM)观察了其表面形貌,发现球磨过程中粉末中有裂纹产生,且裂纹也经历了一个产生、扩展而后导致粉末破碎的过程,这和粒度分析是相符的。

大塑性变形工艺制备纳米晶过饱和固溶体的研究进展

合金在大塑性变形过程中能够形成纳米晶过饱和固溶体,呈现出不同于传统粗晶材料的微观结构和独特性能。近年来,纳米晶过饱和固溶体的形成机制及其热稳定性已成为国内外的一个研究热点。综述了大塑性变形工艺(如机械合金化法、高压扭转法等)制备纳米晶过饱和固溶体的研究概况,着重讨论分析了大塑性变形诱导纳米晶形成和固溶度扩展的几种机制及其局限性,简要介绍了纳米晶过饱和固溶体的热稳定性及其影响因素,最后对该领域今后的研究方向做出了分析和展望。

机械合金化与激光烧结制备铁锌过饱和固溶体及其降解行为研究

过慢的降解限制铁的骨植入应用,锌固溶在铁基体中有望加速其降解。首先利用机械合金化制备铁锌过饱和固溶体粉末。在合金化过程中,机械力的作用使得粉末颗粒间反复焊合,减小了溶质原子扩散距离,同时出现大量晶格缺陷,进一步促进了溶质原子的扩散。随后,利用激光烧结技术把粉末固化成型,烧结过程中粉末部分熔化并快速凝固,从而维持了原有过饱和固溶体结构。实验结果表明,所制备铁锌合金的腐蚀电位降低,腐蚀速率提高到0.112 mm/year,且具有良好的生物相容性。这项工作展现了机械合金化与激光烧结组合工艺在制备高性能可降解铁锌植入物方面的巨大潜力。

机械合金化制备Zn-Ni过饱和固溶体

采用机械合金化方法,以无水乙醇为球磨介质,制备了Zn70Ni30二元体系合金。用X射线衍射仪和扫描电镜分析了球磨后的合金粉末的物相和形貌。结果表明,使用高能球磨可以促使Ni向Zn中扩散,最终能形成Zn-Ni过饱和固溶体。采用Miedema半经验理论模型计算该合金系的相变驱动力,在此体系中ΔGS=–6.02kJ/mol<0,证明该体系具备生成过饱和固溶体的相变驱动力。

高能球磨制备Fe-Cu纳米晶过饱和固溶体

对Fe-20at%Cu合金粉末进行了高能球磨并利用XRD对Fe-Cu二元合金粉末在球磨过程中的物相变化进行了分析。结果表明,球磨30 h后形成了Fe(Cu)纳米晶过饱和固溶体。热力学计算分析指出,Fe-Cu二元系不具有形成过饱和固溶体的热力学驱动力。高能球磨在Fe-Cu二元互不溶体系中扩展固溶度的驱动力是动力学驱动。在随后的退火过程中纳米晶过饱和固溶体发生分解。

含铜过饱和铁素体中纳米结构的高分辨电镜分析

应用JEM-2010高分辨电镜研究了Fe-1.18Cu合金过饱和固溶体的纳米结构。结果表明,过饱和含铜固溶体中分布着大量铜原子的偏聚区,呈圆饼状,直径10-30nm。由类似孪晶的衍射条带构成,富铜条带和贫铜条带明暗相间,其中富铜条带含铜量很高,呈现fcc结构,其(111)fcc晶面与基体铁素体的(110)α晶面存在2-4°位向差。铁素体基体与富铜条带的接壤处以及条带之间形成位错和层错亚结构。在含铜较少的铁素体中,铜原子排列在(001)α晶面上。

机械合金化与热等静压制备Cu-Cr-Mo合金

通过机械混合和机械合金化工艺制备Cu-9.3Cr-9.3Mo(质量分数)粉末,并利用热等静压压制Cu-Cr-Mo合金。采用X射线衍射和激光粒度分析等方法表征了粉末物相、组织分布和粒度;通过对相对密度、硬度、电导率等性能检测和微观组织观察分析了合金性能。结果表明,机械合金化过程可诱导Cu-Cr-Mo过饱和固溶体形成,合金的晶格畸变程度提高,晶粒尺寸和粉末颗粒尺寸减小,制备的合金块材硬度高,相对密度和电导率理想,综合性能优异。

Ta-Al粉末的机械合金化制备及球磨工艺优化

通过设计正交实验确定最佳球磨工艺,并利用优化工艺对Ta-Al混合粉末进行机械合金化,以XRD和SEM法研究了球磨时间和组分变化对Ta-Al合金化过程的影响。结果表明,球磨时间对晶粒细化影响最为显著,而固液比在本实验范围内对其影响较小。综合分析考虑最佳球磨工艺组合为:球料比10∶1、固液比1∶0.5、球磨转速300r/min、球磨时间36 h。Ta-Al体系经高能球磨8 h后,基本实现合金化,部分Al扩散固溶入Ta中,形成置换固溶体,继续球磨衍射峰宽化、峰强降低。当Ta-10wt%Al时,检测不出Al衍射峰,呈单相结构,经计算28.9at%Al在热力学和动力学共同驱动下固溶入Ta中形成过饱和固溶体,剩余Al弥散分布在Ta的纳米晶界处。

机械合金化诱导难互溶系Cu-Cr合金固溶度扩展的研究

采用机械合金化工艺制备Cu-4%Cr和Cu-7%Cr(原子分数)二元合金粉末,利用XRD,SEM和TEM研究机械合金化过程中粉末的微观形貌和显微组织结构,测量了不同球磨时间粉末的氧含量以及显微硬度。结果表明:在一定的球磨时间内,Cu-Cr合金粉末随着高能球磨的进行,晶粒逐渐细化至纳米尺寸,晶格畸变增加,但进一步球磨会导致铜的晶格常数有所增加,畸变降低。实验证明,在固态下几乎不互溶的Cu-Cr合金,经球磨40 h的机械合金化,Cr在Cu中的固溶度明显提高。

机械合金化制备W-Ni-Fe纳米-非晶材料

按照80.7W-13.2Ni-6.1Fe的原子分数,采用机械合金化(MA)方法,制备了W-Ni-Fe合金纳米晶和非晶相的混晶结构。结合XRD,利用近似内标法计算了球磨不同时间球磨粉中残留晶体W的体积分数和非晶相中的W含量,并分析了球磨过程中非晶形成的机制。结果表明:随球磨时间的延长,W晶粒不断细化,球磨60h,钨晶粒尺寸可达到10nm^20nm,非晶相的形成过程主要是Ni(Fe)首先溶入W中形成过饱和固溶体,球磨20h后形成W-Ni(Fe)非晶。过饱和固溶体的形成是由于携带较大晶界存储能的小粒子不断溶入W中,计算得到可固溶的临界Ni粒子尺寸约为3nm。由于Fe污染不断溶入W中,在球磨过程中,残留晶体W的体积分数不断减少,而非晶相中的W-Ni(Fe)比例基本保持恒定,为63W-37Ni(Fe)。

机械合金化制备Cu-C纳米晶复合粉末

研究了不同碳含量的铜-碳混合粉末在机械合金化(MA)过程中组织形态特征及微观结构的变化规律。结果表明:粉末X射线衍射图谱的宽度和强度均随着球磨时间的延长逐渐加宽和降低,这是晶粒细化和晶格畸变共同作用的结果。随着机械合金化的进行,粉末的晶粒度逐渐减小,而晶格常数和畸变则不断增加。不同碳含量的铜-碳混合粉末经过24 h高能球磨后均可形成纳米级的铜基过饱和固溶体。机械合金化导致复合粉末晶粒的细化、晶界、亚晶界以及位错等晶体缺陷密度的增加是形成过饱和固溶体的主要原因。