气雾化工艺对Fe-Si-Ni-Al-Ti软磁合金粉末物理性能的影响

采用惰性气体雾化法制备Fe-3％Si-2％Ni-0．5％Al-1％Ti软磁合金粉末，通过化学分析、激光粒度分析仪、电子探针等手段分别对粉末的成分、粒度分布和表面形貌进行表征，研究雾化压力、雾化温度和漏嘴直径对粉末粒径和形貌的影响。结果表明：雾化粉末中的Si、Ni、Al、Tj微量元素的成分偏差可控制在±0．2％以内，粉末碳含量可低至0．011％，氧含量低至0．10％。随着雾化压力由4．5MPa增大到6．5MPa，粉末的中值粒径减小，粉末粒度分布由双峰变为单峰，粉末球形度增大；随着雾化温度由1550℃升高至1650℃，粉末的中值粒径显著减小，粉末球形度先增大后降低；随着漏嘴直径由4mm增加至6mm，粉末的中值粒径增加，粉末球形度先增大后降低。实验得到的较优工艺参数为：雾化压力5．5MPa、雾化温度1600℃、漏嘴直径5mm，粉末粒度在14．45～71．35μm范围内，中值粒径D50为39．75μm，粉末球形度高，表面光洁。

Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中复合Fe-Si相的研究

利用透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)等手段研究了Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中复合Fe-Si相的形貌及Fe-Si相对合金高温强度的影响。结果表明:在多元Al-Si-Fe-Cu-Mg-Ni合金中,铁相球化处理后形成块状铁相,且块状铁相与初晶硅相紧密结合,形成复合Fe-Si相。Fe相与初晶硅的连接有明显过渡,过渡层中Si相的晶体结构与FeSi相类似,均为简单立方结构,且(121)FeSi//(010)Si。强度实验还发现Fe相的形态对合金的高温强度有很大的影响,其中针片状Fe相对合金高温强度的提高最小,而复合Fe-Si相对合金高温强度的提高幅度最大,多元Al-Si合金在350℃下的高温强度可达106.05MPa。

Fe_(85)Si_(9.6)Al_(5.4)合金的制备、表征及其低频吸波性能

采用机械合金化法制备了Fe85Si9.6Al5.4合金,借助XRD,SEM,VSM和VNA,研究了Fe85Si9.6Al5.4合金的相结构、微观形貌、软磁性能以及Fe85Si9.6Al5.4/石蜡吸波材料的电磁和吸波性能.结果表明：采用一步法和两步法制备的FeSiAl合金的晶相均为无序bcc-Fe（Si,Al）相.一步法制备的FeSiAl合金形貌为不规则块状,而两步法制备的合金为片状.一步法与两步法制备的FeSiAl合金具有相近的比饱和磁化强度与矫顽力;但是与块状FeSiAl/石蜡吸波材料相比,片状FeSiAl/石蜡吸波材料具有更高的复介电常数和复磁导率,在0.5～5GHz范围内具有更低的反射率.厚度为2～5mm的片状FeSiAl/石蜡吸波材料,随厚度的增加反射率降低,匹配频率向低频移动;2mm材料反射率≤-10dB的带宽达1.07GHz.

快速凝固Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能

用喷射沉积法制备快凝Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金沉积坯,通过金相、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等分析手段研究快凝Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能。结果表明,喷射沉积Al-Fe-V-Si合金坯是由形状大小不同的雾化液滴沉积凝固微区(粉末)构成,也存在大量的孔隙和原始粉末界面。沉积坯主要由α(Al)+Al12(Fe,V)3Si(bcc,a≈1.260nm)的两相混合组织构成,细小的Al12(Fe,V)3Si球形颗粒均匀分布在α(Al)基体上,但不同粉末内部组织形态存在差异,使沉积坯表现出组织微观不均匀性。喷射沉积坯的力学性能与坯体致密度存在强烈的依赖关系,大量孔隙和原始粉末界面的存在使得坯体强度和塑性都处于较低的水平。

快淬Fe-Si-Al软磁合金的扁平化、微结构与电磁性能研究

用快淬法制备Fe-Si-Al合金薄带,通过高能球磨对其进行扁平化处理,在氮气保护下进行700℃退火处理30min。研究了高能球磨工艺和退火处理对Fe-Si-Al合金样品形貌、结构及磁性能的影响。结果表明,高能球磨70h后,Fe-Si-Al合金薄带细化为纵横比较大的扁平状微粉;后续的退火处理有效提高了合金样品的饱和磁化强度;利用退火态扁平化微粉制备的同轴圆环样品,在1GHz附近具有良好的抗电磁干扰(EMI)特性。

喷射成形Al-8.5Fe-1.1V-1.9Si耐热铝合金的组织演变及性能分析

研究了喷射成形Al 8.5Fe 1.1V 1.9Si耐热铝合金组织结构的演变规律 ,测试了挤压态合金在室温及高温条件下的力学性能。与铸态组织特征相比较 ,喷射成形工艺有效地消除了铸态合金中粗大的富Fe析出相 ,获得了细小均匀的组织结构。利用OM ,SEM ,TEM ,XRD等材料分析测试手段 ,探索了材料中可能的组织演变过程及规律 ,结果表明 :喷射成形制备的Al Fe V Si耐热铝合金中 ,形成了大量的弥散分布的球状相 ,有效的保证了合金在室温及高温下的力学性能。室温下 ,合金的抗拉强度可以达到 44 5MPa ,屈服强度也达到了 3 98MPa ,延伸率为16%;在 3 15℃ ,合金的抗拉强度和屈服强度分别为 2 2 9和 2 0 9MPa。

Mo(Si,Al)_2粉末材料的机械合金化合成

通过机械合金化由MoSi2, Mo和Al粉末合成了Mo(Si1-x, Alx)2 粉末材料, 用X射线衍射分析了相的变化和粉末的晶粒度, 用扫描电镜观察球磨后的粉末形貌与粒度, 并根据Burgio模式估算了生成Mo(Si, Al)2相的球磨能。结果表明: MoSi2, Mo和Al混合粉经高能球磨5 h后生成了MoSi2 和Mo(Si, Al)2, 没有单质粉末剩余, 也无Al Mo中间相产生; 球磨40 h后的粉末粒度为亚微米级, 晶粒度在21 nm^40 nm之间, Mo(Si, Al)2 相的机械合金化合成机理为类自蔓延反应, 其生成所需的球磨能量约为15.4 kJ/g。

球磨纳米结构Fe40Al合金粉末及其冷喷涂沉积行为研究

目的研究冷喷涂用纳米结构Fe40Al合金粉末的球磨制备工艺及其在不同基体表面的冷喷涂沉积行为。方法以Fe粉、Al粉为原料,按照Fe-40Al进行配比混合,采用行星式球磨机制备纳米结构Fe40Al合金粉末,在不同硬度基体表面(不锈钢、低碳钢、纯铜及锡)冷喷涂沉积单个Fe40Al合金粉末颗粒。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),分析球磨过程中Fe40Al合金粉末的组织结构演变规律、粉末颗粒在不同基体表面的碰撞变形行为及沉积特性。结果球磨过程中,随着球磨时间的延长,Al扩散进入Fe晶格形成纳米结构Fe(Al)固溶体,球磨36 h后,Fe40Al合金粉末的晶粒尺寸约为35 nm,平均颗粒尺寸约为20μm,内部为精细层状结构。纳米结构Fe40Al合金粉末在硬度较高的不锈钢和低碳钢基体上沉积时,粉末颗粒发生强塑性变形而基体变形量较小,颗粒和基体间的结合较弱,沉积效果较差;当在硬度较低、塑性较好的Cu基体上沉积时,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形,颗粒和基体间的结合较强,沉积效果最好;在硬度最低的Sn基体上沉积时,基体发生强烈的塑性变形且出现部分熔化,但颗粒几乎没有变形,且颗粒与基体间的结合很弱,沉积效果最差。结论采用球磨工艺可制备出适合冷喷涂用的纳米结构Fe40Al合金粉末,随着球磨时间的延长,粉末晶粒尺寸减小,硬度增加。基体种类对纳米结构Fe40Al合金粉末的冷喷涂沉积行为影响显著,基体硬度过高或过低均不利于粉末颗粒沉积,基体与粉末颗粒同时发生塑性变形有利于增强颗粒与基体间的界面结合,从而改善沉积效果。

Cr/Al复合合金化Fe_3 Si基有序合金的制备及其力学性能

采用真空电弧熔炼/退火制备了Cr/Al复合合金化Fe3Si基有序合金。通过XRD、SEM对试样进行表征,同时对其显微硬度、压缩强度及弯曲强度等力学性能进行了综合分析。结果表明,Cr/Al复合合金化Fe3Si基有序合金主相仍为Fe3Si相。元素Al,Cr复合合金化较为明显的改善了Fe3Si基有序合金的脆性。Fe65Si25Cr5Al5的抗压和抗弯强度最高,这是因自身高的有序度而呈现的陶瓷性的高强度低应变量特征。有序合金表现出明显的解理断裂特征,Fe80 Si10 Cr5Al5表现出二次解理的特征,Fe75 Si15 Cr5 Al5和Fe70 Si20 Cr5 Al5在断裂时出现了一些韧性特征的撕裂棱,这应与自身适中的有序度有关。

Fe_(69.5)Cu_(1.5)V_7Si_(12)B_8Al_2合金机械合金化研究

采用机械合金化的方法 ,制备了 Fe69.5Cu1.5V7Si12 B8Al2 纳米合金样品 .研究了球磨时间对样品非晶化程度的影响 ,并测量了这些样品压结体的高频特性 .结果发现 ,球磨可形成合金化 ,随球磨时间的增加 ,样品的非晶化逐渐加强 .当球磨超过一定时间后 ,出现新的相 ,引起样品磁特性的变化 .复数磁导率实部 μ1随球磨时间 t的增加而增大 ,超过 72 h后 ,μ1开始下降 .在 4～ 1 3MHz范围内 ,μ1值随频率 f 的变化不大 .损耗角正切 tgδ随

机械合金化制备Fe_(50)B_(15)Si_(35)纳米粉末的结构和磁性

用机械合金化的方法制备了Fe50B15Si35纳米粉末,研究了Fe50B15Si35混合粉末在机械球磨过程中结构和磁性的变化。X射线衍射和矫顽力的测量结果表明,粉末的晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,样品的矫顽力随球磨时间变化而变化。

反应机械合金化/退火制备Al_2O_3/Fe_3Si纳米复合粉体

以Fe2O3粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。研究表明,Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5 h后发生反应生成Al2 O3、Fe5 Si3、Fe3 Si、FeSi,球磨20 h后生成Al2 O3/Fe3 Si,球磨20 h的粉体在900℃条件下退火1 h的组成物相未发生变化,复合粉体颗粒呈球形,其尺寸为5μm左右,分布均匀,组成相Al2O3和Fe3Si的晶粒尺寸分别为26.6 nm和28.3 nm。

机械合金化制备Nd_(60)Fe_(20)Al_(10)Co_(10)非晶粉末的研究

利用机械合金化制备Nd60Fe20Al10Co10非晶粉末,采用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究Nd60Fe20Al10Co10非晶的形成过程、磁性能变化及其与成分结构的关系。结果表明,90min后Al原子溶入Nd原子形成固溶体。球磨2h后出现少量非晶,20h后Co单质和Nd单质消失,组织为非晶相(含少量的α Fe)。球磨100h最终得到非晶+少量的α Fe纳米晶。球磨过程中,矫顽力随着合金中非晶的量增加而升高,球磨20h矫顽力达到43kA/m。Nd60Fe20Al10Co10合金具有硬磁性是由于非晶相的存在而造成的。

高磁导率Ni-Fe-Si-S基软磁合金粉末制备方法

韩国专利KR2005 64910中公布了一种Ni—Fe—Si—S基软磁合金原料粉末制备技术。该工艺通过向Ni—Fe合金中添加1．0％～4．5％（质量分数）的Si元素，改善了合金连续铸造性能不佳的问题；并通过向该合金中添加0．05％～1．0％（质量分数）的S元素，使其铸造带材易于用机械方法粉碎。该磁性合金主要含有（质量分数）：30％～85％Ni、1．0％～4．5％Si、0．05％～1．0％S，其余成分是Fe和杂质。

Mn对Al-Mg-Si-Cu铝合金结晶相的影响

通过扫描电镜/能谱、X射线衍射以及金相分析,针对含0.3%Fe(质量分数)的Al Mg Si Cu铝合金,研究了Mn含量对其结晶相的影响。研究表明:合金在铸造过程中形成的结晶相为Al1.9CuMg4.1Si3.3,Al5(FeMn)Si,Al8(FeMn)2Si以及少量的Mg2Si;增大含Mn量,合金中AlFeMnSi型结晶相数量增多;对合金进行均匀化处理时,Al1.9CuMg4.1Si3.3相完全溶解,发生Al5(FeMn)Si向Al8(FeMn)2Si相的转变;对合金进行轧制及最终热处理后,结晶相碎化且沿轧向呈纤维状分布,但结晶相的类型不变。

纳米晶Fe_(85)Si_1Al_6Cr_8扁平状颗粒材料微波吸收特性

采用雾化工艺和高能球磨处理技术制备纳米晶Fe85Si1Al6Cr8扁平状颗粒合金粉,研究了高能球磨处理工艺对材料微结构、形貌和微波电磁特性的影响．结果表明,高能球磨处理使球形雾化粉粒形状扁平化并细化其晶粒,从而使Fe85Si1Al6Cr8 微粉的微波磁导率显著提高,有效控制了介电常数．后续热处理可以进一步改善其微波电磁性能．对采用该材料制作的涂层吸波性能进行的测量结果表明,在频率为4 GHz附近微波段具有良好的吸波性能．

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al60Si40涂层研究

采用预置涂层法,通过5kW横流CO2激光器在AZ91D镁合金表面激光熔覆Al60Si40合金粉末,以达到改善镁合金表面性能的目的。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析熔覆层的微观组织,利用显微硬度计测量熔覆层深度方向上的显微硬度,利用MM-200摩擦磨损实验机测试熔覆层的耐磨性能。研究表明:表面激光熔覆层的组织呈现亚共晶组织特点,主要由α-Mg,β-Mg17Al12和Mg2Si组成;熔覆层的最高显微硬度(270HV)是基体(90HV)的3倍,其耐磨性也明显提高。

Al对ZG45Cr28Ni48W5Si2合金组织与性能的影响

采用WS-4非自耗电弧熔炼炉熔炼制备了w(A)l为5%～10%ZG45Cr28Ni48W5Si2高温合金样品,用Mef3光学金相显微镜研究了其金相组织,用EPMA-1600电子探针分析了组织中各元素的分布,并研究了合金室温压缩性能和硬度。结果表明:未加入铝时,合金基体为FeCrNi固溶体γ相;当加入铝时,铝元素最初固溶于基体中,当铝含量为7.5%时,在基体中析出大量黑色金属间化合物(Ni,Fe)Al相,基体转变为FeCr固溶体α相,当铝含量增加到10.0%时,基体转变为FeCrNiAl相;随铝含量的增加,合金屈服强度、硬度均大幅提高。

V对Al_(12)Fe_3Si影响的价电子理论研究

基于EET理论,研究V对Al12Fe3Si价电子结构、析出行为和性能的影响。计算结果表明:Al12Fe3Si的nA为0.830 3,含不同Fe/V的Al12(Fe,V)3Si的nA值为0.736 7～0.770 0,V的加入使Al12Fe3Si的nA值减小,减小的幅度为7%～11%;含不同Fe/V的Al12(Fe,V)3Si的σN为1 083 196～1 968 300,比Al12Fe3Si的σN(19 683)值高2个数量级;V的加入使Al12Fe3Si的各组成原子组态可在更大的范围内变动以适应外界条件的变化,从而使其稳定性增加,粗化速度减缓;Al12Fe3Si的F为637.23,Al12(Fe,V)3Si的F为592.71～599.67,V促进了Al12(Fe,V)3Si的析出,且随着其加入量的增加,Al12(Fe,V)3Si析出相变得细小。

高压下Fe_(78)Si_9B_(13)纳米晶块体合金的制备

借助XRD、DTA等分析手段,研究了快淬Fe78Si9B13非晶带的热稳定性,分析了高压烧结条件对球磨非晶粉末烧结获得的块体合金相对密度和晶粒尺寸的影响。结果表明:该非晶合金中,αFe相初始晶化温度为469℃,Fe2B第二相初始析出温度为509℃;在p=5.5GPa高压烧结条件下,随着烧结功率Pw的增加,块体合金的αFe相晶粒尺寸D逐渐增大,在10.3～14.2nm之间;块体合金的相对密度也随烧结功率Pw升高而增大,当Pw=1207W时,获得了相对密度为99.6%的αFe单相纳米晶块体合金,其饱和磁化强度Js=1.52T,矫顽力Hc=1.9kA/m。