机械球磨3%C-Cu复合粉末的微观组织

为了获得具有良好微观组织的C-Cu复合粉末,以利于后续的压制、烧结和挤压等工艺,用机械球磨方法制备了3%C-Cu(质量分数)复合粉末.运用扫描电镜、背散射和X射线衍射等分析手段研究了该复合粉末的微观组织随球磨时间的演变规律.实验结果表明,随着机械球磨时间的增加,Cu颗粒由树枝状转变为层片状、块状,最后转变为近球形.球磨2 h,复合粉末中的石墨衍射峰消失.随着球磨的进行,复合粉末中Cu的微观应变逐渐增大.经3 h的机械球磨获得了晶粒尺寸约为20 nm的Cu纳米晶,说明该方法可以有效地细化晶粒组织.

3%C-Cu机械球磨复合粉末的热挤压致密化工艺

为了提高3%C-Cu机械球磨复合粉末烧结坯的相对致密度,采用热挤压法制备了复合材料;研究了球磨时间、挤压温度和挤压比对挤压力和复合材料相对致密度的影响,并用扫描电镜分析了其显微组织。结果表明:延长球磨时间或降低挤压温度,均引起挤压力的增大;复合材料的相对致密度随挤压比的增大而增加,挤压比是影响相对致密度的主要因素;挤压比相同时,球磨3h粉末的烧结坯在750℃挤压所得复合材料的致密效果最好;复合材料中铜与石墨之间没有扩散。

3%C-Cu机械球磨复合粉末的烧结

为了给后续的致密化工序(如热挤压)提供较高质量的烧结坯,用扫描电镜和光学显微镜分析了3%C-Cu机械球磨复合粉末所制备烧结坯的显微组织,并研究了工艺参数对其相对致密度的影响规律。结果表明,烧结温度对未机械球磨混合粉烧结行为的影响很大,而机械球磨复合粉对烧结温度不敏感。真空热压烧结可以明显地促进致密化过程。提高烧结温度、延长烧结保温时间或增加热压压强,均有助于提高烧结坯的相对致密度。在相同条件下,烧结坯的相对致密度随着复合粉末机械球磨时间的延长而降低。

Ti_(2)AlC粉末粒径分布对TiC_(0.5)-Al_(2)O_(3)/Cu复合材料组织及性能的影响

通过不同时间的湿法球磨得到不同粒径分布的Ti_(2)AlC粉末,再与Cu_(2)O粉末和铜粉末混合,利用放电等离子烧结技术制备TiC_(0.5)-Al_(2)O_(3)/Cu复合材料,研究了Ti_(2)AlC粉末粒径分布对其组织和性能的影响。结果表明:随着Ti_(2)AlC粉末中亚微米级颗粒体积分数由0增加到70.27%,复合材料中增强相颗粒TiC_(0.5)和Al_(2)O_(3)在基体中分散更均匀,但是当亚微米级颗粒体积分数为98.07%时,增强相颗粒出现聚集现象;随着亚微米级颗粒体积分数的增加,复合材料的导电率与相对密度先减小后增大,硬度与屈服强度则先升后降,当亚微米级颗粒体积分数为70.27%时,复合材料综合性能最优异。

高能球磨对3%C-Cu粉末压制特性的影响

针对石墨/铜基复合材料存在烧结膨胀的特点,提出用粉末压制、真空热压烧结和热挤压相结合的致密化工艺。为给后续的烧结提供相对密度较高、质量好的冷压坯,采用刚性模常温单向压制方法研究高能球磨3%C-Cu(质量分数)粉末的压制压力与相对密度的关系,用黄培云压制理论考察球磨粉末的压制特性。用扫描电镜和场发射扫描电镜分别研究高能球磨粉末的微观组织和微区成分。结果表明,压制压力相同时,粉末压坯相对密度随高能球磨时间的延长而逐渐减小。高能球磨时间相同时,粉末压坯相对密度随压制压力的增加而增大。随着高能球磨时间的延长,粉末体越来越难压制。压制压力和保压时间分别为700 MPa和30 s时,所得粉末压坯的质量较好。

纳米级90W-7Ni-3Fe复合粉末的烧结特性

以喷雾干燥 H2还原法制备的纳米级90W 7Ni 3Fe复合粉末为原料,采用模压成型并在800℃保温120min的条件下对试样进行预烧,研究了试样在不同烧结温度和不同烧结时间下的烧结特性,采用高倍SEM和光学金相分别对断口进行了形貌观察和钨晶粒测试;对烧结样的相对密度、抗拉强度、延伸率等性能进行了测定与分析。结果表明:保温时间为120min时,随着烧结温度的提高,试样的性能有显著的变化,当烧结温度为1390℃时,试样的抗拉强度和延伸率都达到一个极大值,分别为900MPa和13%,此时试样的相对密度为99.0%;当烧结温度为1390℃时,随着烧结时间的延长,试样的性能也有显著的变化,试样的抗拉强度、延伸率和相对密度都达到一个极大值;平均钨晶粒度为15～20μm,钨晶粒呈球形或近球形;复合粉末烧结活性高,比传统烧结温度降低80～120℃;试样中出现了W30.73Ni40.21Fe29.06过渡相。

Al_2O_3/Cu复合材料内氧化粉末的制备

通过引入高能球磨,为Al2O3/Cu复合材料的内氧化工艺提供了新的粉末制备途径。高能球磨可制备亚稳态的Cu Al预合金粉末,使用该粉末进行内氧化,既可避免复杂的雾化制粉装置,又可使Al的脱溶氧化变得容易,缩短内氧化的周期;Cu2O粉末与Cu Al预合金粉末一起进行球磨,一方面改善了粉末内氧化的动力学条件,另一方面避免了Cu2O分解后产生的富铜相。球磨过程适宜的酒精加入量为15mL/100g粉料。Cu Al系粉末在经过96h的球磨后合金已经形成,合金粉末向层片结构发展,此时粒子已经细化。X射线衍射图谱中Al的衍射峰的消失是Cu Al系粉末形成合金的标志,并不是晶粒细化所致。Cu 2 0%Al比Cu 0 8%Al的合金更容易细化,层片结构更突出。

纳米级90W-7Ni-3Fe复合粉末的低温烧结机制

采用DTA研究了喷雾干燥-H2还原法制备的纳米级90W-7Ni-3Fe复合粉末随温度升高时熔点和相的变化,依此为根据研究了试样在不同烧结温度和不同烧结时间下的烧结特性。采用扫描电子显微镜和金相仪分别对试样断口进行了形貌观察和W晶粒测试,并对烧结样的性能进行了测定与分析。研究结果表明:保温时间为120min时,随着烧结温度的提高,试样的性能有显著的变化,当烧结温度为1390℃时,试样的抗拉强度、延伸率和相对密度都达到一个极大值,分别为888.3MPa,12.9%和99.0%;当烧结温度为1390℃时,随烧结时间的延长,试样的性能也有显著的变化,试样的抗拉强度、延伸率和相对密度在保温120min时都达到一个极大值;平均W晶粒度为20μm,W晶粒呈球形或近球形;复合粉末烧结活性高,比传统烧结温度降低80℃;粉末中高的氧含量和在干氢中的烧结,使得试样在液相烧结时容易出现孔洞和气泡,W晶粒和粘结相分布不均匀,致使试样力学性能偏低。

粉末冶金法制备WC-Ni_3Al复合材料的组织与性能

在WC粉末中直接添加Ni、Al元素粉末,通过在液相烧结过程中反应合成Ni3Al来制备WC-Ni3Al复合材料,对该材料进行组织结构观察及力学性能测定,分析铝含量对合金致密化和镍铝相形成种类的影响,并对材料的抗氧化性能进行测试。结果表明,制备的WC-Ni3Al复合材料具有圆钝的WC晶粒形貌,粘结相中除Ni3Al相外还有少量的NiAl和Ni相;铝含量对WC-Ni3Al材料致密度的影响主要与高熔点的NiAl的形成量有关。与普通WC-15Ni硬质合金的抗弯强度(1 900 MPa)和硬度(82.6 HRA)相比,WC-15Ni3Al复合材料具有低的室温抗弯强度和高的硬度,分别为1 170 MPa和86.5 HRA。随Ni3Al含量(质量分数)从15%增加到30%,WC-30Ni3Al复合材料的室温抗弯强度增加,而硬度降低,分别为1 660 MPa和81.7 HRA,其高温抗氧化性能比WC-30(Co-Ni-Cr)硬质合金提高1个数量级。

过程控制剂对Al_2O_3/Mo复合粉末细化的影响

采用溶胶—凝胶技术制备Al2O3/Mo复合粉末,研究了过程控制剂(PCA)———硬脂酸和无水乙醇对Al2O3/Mo复合粉末细化的影响。利用X射线衍射仪和扫描电镜对复合粉末进行物相和形貌分析,利用激光粒度分布测试仪测试了粉末的粒度分布。结果表明:添加过程控制剂可以有效降低粉末粘球和结块的现象,提高出粉率;不添加过程控制剂时,粉末颗粒大小极不均匀;以硬脂酸和无水乙醇作PCA时,随着球磨时间的延长,Al2O3/Mo复合粉末逐渐被细化,颗粒大小相对均匀,颗粒形态经历了从球状向片状再到球形的转化,其中以无水乙醇作PCA时,粉末被细化的速率较高。以硬脂酸作PCA最终制得的粉末较以无水乙醇作PCA最终得到的粉末,粒度分布较为均匀,且细小颗粒的粒径分布较多。

核壳结构的复合纳米CaCO_3/SiO_2·nH_2O在紫外光固化粉末涂料中的应用

采用SiO_2包覆纳米CaCO_3,制得核壳结构的复合纳米CaCO_3/SiO_2·nH_2O具有纳米碳酸钙和纳米二氧化硅的特点。将其加入紫外光固化粉末涂料中,涂膜的硬度、附着力、耐冲击性和耐老化性都有不同程度的提高,但其光泽有所下降。

不同粉末冶金方法制备的Al_3Ti/Mg复合材料的性能研究

采用原位合成和外加法两种粉末冶金方法制备了质量分数为10%、20%、30%、40%的Al3Ti颗粒增强镁基复合材料,并对复合材料进行了XRD衍射分析、微观组织分析以及硬度、压缩强度和磨损性能的分析。结果表明,原位合成法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸较细,为1～5μm;外加法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸为5～15μm;Al3Ti颗粒均匀分散在镁基体中,可大幅度提高材料的强度和耐磨性能;原位合成法比外加法具有更好的强化效果,随着Al3Ti含量的增加,复合材料的硬度和压缩强度显著增加;原位合成法、外加法制备的复合材料中Al3Ti含量分别为20%、30%时耐磨性能最佳。

葡萄糖为碳源合成AlN-Al_2O_3复合粉末及其反应机理

以葡萄糖(C_6H_(12)O_6·H_2O)和氢氧化铝(Al(OH)_3)为起始原料,利用碳热还原法在氮气(N_2)气氛下合成AlN-Al_2O_3复合粉末。研究了反应温度对AlN-Al_2O_3复合粉末的物相组成和显微形貌的影响,并探讨了AlN-Al_2O_3复合粉末的合成反应机理。采用X-射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪(LPSA)、扫描电镜(SEM)等手段对产物进行表征。结果表明:AlN-Al_2O_3复合粉末适宜的合成条件为在1500℃保温2 h。在1500℃下合成的AlN-Al_2O_3复合粉末主要有少量的片状颗粒和大量的近似球状颗粒所构成,大部分粒径在100~500 nm之间的颗粒发生聚集或堆积形成0.5~1.5μm的大颗粒。在碳热还原反应过程中,Al(OH)_3原料分解生成的Al_2O_3首先生成金属铝蒸汽和Al_2O气体氧化物,然后进一步氮化生成AlN。

片状粉末冶金Al_2O_3/Al复合材料的热变形及加工图（英文）

采用Gleeble-1500D热模拟试验机在300~450°C、0.001~1.0 s-1条件下对不同铝片层厚度的Al2O3/Al复合材料进行变形行为研究。实验结果表明,在设定的温度下,流变应力随着应变速率的增加而增加,而在设定的应变速率下,流变应力随着温度的升高而降低。在所采用的实验条件下,片层Al2O3/Al复合材料的高温流变行为可以用双曲正弦函数来描述。Al2O3/Al-2μm和Al2O3/Al-1μm复合材料在进行真应变为0.6的热变形时最优加工工艺参数分别为300~330°C,0.007~0.03 s-1和335~360°C,0.015~0.06 s-1。而热加工图也明确了此两种复合材料的流变失稳区。

纳米NiAl_2O_4/Al_2O_3复合粉末的制备新工艺

本研究采用高温氧化的方法制备出纳米NiAl2O4/Al2O3粉体.在纳米Al2O3粉体表面包覆一层金属Ni,在1350 ℃高温下焙烧Ni/Al2O3复合粉体得到纳米NiAl2O4/Al2O3粉体.利用TEM对Ni/Al2O3复合粉体进行观察,发现Ni/Al2O3复合粉体颗粒成球形,大小为50～60 nm;通过对Ni/Al2O3复合粉体的DTA分析,显示Ni/Al2O3复合粉体在900 ℃和1*!300 ℃下有新相生成,经XRD检测,新相分别为NiO和NiAl2O4.

Y_2O_3/Cu复合粉末的制备研究

以硝酸钇、硝酸铜、葡萄糖和尿素为原料,结合低温燃烧合成和氢还原法,制备出Y_2O_3/Cu复合粉末。运用X射线衍射仪和扫描电镜等测试手段对复合粉末的物相和微观形貌等进行了表征;测试了复合粉末的热氧化性能。结果表明,前驱物具有高比表面积(8.5 m^2/g)和高反应活性,还原反应速率快,在500℃通氢气保温1 h可实现完全还原,制备的Y_2O_3/Cu复合粉末由尺寸约为200 nm的近球形颗粒组成,比表面积达到了11.6 m^2/g,Cu氧化后生成的CuO熔化和分解温度相比标准的低200℃左右。

纳米Fe_3O_4粉末及其复合膜的制备与磁性能

目前,以纳米Fe3O4制备Fe3O4/聚乙烯醇(PVA)磁性复合材料的相关报道较少。在共沉淀法中引入柠檬酸根来控制Fe3O4微晶的生长,同时分散Fe3O4使其形成胶体,成功制备了纳米Fe3O4粉末,并以PVA为载体,制备了纳米Fe3O4/PVA磁性复合膜,研究了制备的纳米Fe3O4粉末及Fe3O4/PVA复合膜的组织结构及磁性能。结果表明:纳米Fe3O4/PVA复合膜外观均匀、光滑,颗粒约0.8～1.0μm,Fe3O4与PVA间没有明显的化学键,但有一定的结合力;制备的纳米Fe3O4粉末具有超顺磁性;添加16%纳米Fe3O4制备的Fe3O4/PVA复合膜的磁响应最大,磁感应性能良好。

NaCl辅助低温燃烧合成法制备Al2O3/Cu复合粉末的研究

以硝酸铜、硝酸铝、氯化钠和尿素为原料,结合NaCl辅助低温燃烧合成法和氢还原法制备了Al2O3/Cu复合粉末,研究了NaCl掺入量对复合粉末的影响。结果表明,NaCl与Cu(NO3)2的摩尔比为1.5∶1时,前驱物的比表面积达到了最大值,为41.3 m2/g;前驱物氢还原后得到的Al2O3/Cu复合粉末颗粒尺寸为2μm左右,比表面积为15.6 m2/g;对复合粉末采用SPS烧结,烧结块体中Al2O3粒子和Cu基体之间的结合性较好。

纳米CaCO_3填充型粉末橡胶复合粒子的制备及成粉机理

以纳米CaCO3浆料和丁苯胶乳(SBR)为原料,将两者直接混合制得了纳米CaCO3填充型粉末橡胶复合粒子。研究表明,当粉末化体系中纳米CaCO3和SBR的重量比≥1时,纳米CaCO3兼具隔离剂和凝聚剂的作用。复合粒子的粒径随着纳米CaCO3填充量的增加而减小,所制得的复合粒子的颗粒尺寸均小于200μm,纳米CaCO3以50nm原始粒径均匀分散在复合粒子中;其成粉机理为纳米CaCO3表面的钙离子和胶乳粒子表面的负离子发生键合作用,破乳而形成粉末橡胶复合粒子。

Cu对粉末冶金Fe_3Al基复合材料性能的影响

研究了Cu含量对粉末冶金Fe3A l基复合材料的烧结性能和力学性能的影响,分析了施加载荷和改变转速对加入不同量铜粉末冶金Fe3A l基复合材料的摩擦磨损性能的影响,并借助电子显微镜和能谱分析了不同铜含量Fe3A l基复合材料的磨损机理.结果表明:加入12%的Cu可使Fe3A l基复合材料具有良好的烧结性能和力学性能;载荷和转速对复合材料的磨损形式受铜的加入量的影响;铜的加入影响复合材料的磨损形式和磨损机理,当含铜量较少时,复合材料以磨粒磨损为主,随加入铜的量的增多,其磨损形式变为磨粒磨损和轻微的粘着磨损形式,加入大量铜时,则以粘着磨损为主.