Ti-B-C-N粉末烧结的微观组织及其性能

以Ti-B-C-N四元相陶瓷粉末为实验材料,采用真空热压烧结和放电等离子烧结(SPS)工艺对其进行烧结,真空热压烧结和放电等离子烧结温度分别为1900℃和1450℃,烧结压力分别为20 MPa和40 MPa,保温时间分别为1h和3min。使用X射线衍射仪分析试样物相组成,扫描电子显微镜观察试样表面微观形貌和断口形貌,并测试了烧结试样的硬度和抗弯强度。结果表明:真空热压烧结和放电等离子烧结块体的主要生成相为TiB2相和TiCN相,相对密度分别为97.40%和93.06%,热压烧结试样致密度高,颗粒尺寸大,放电等离子烧结试样孔隙较多,晶粒尺寸小;抗弯强度分别为259.98 MPa和335.17 MPa;弹性模量分别为89.11GPa和162.92GPa;洛氏硬度分别为78.8和84.9;放电等离子烧结试样表现出较好的力学性能。

氮含量对Ti-B-C-N薄膜微观结构和性能的影响

采用反应磁控溅射法在高速钢基体上制备氮原子分数分别为10.8%,15.6%,28.1%,36.4%的Ti-B-C-N薄膜,研究了氮含量对薄膜微观结构、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Ti-B-C-N薄膜均由α-Fe和Ti(C,N)纳米晶组成,具有Ti(C,N)纳米晶镶嵌在非晶基体相中的纳米复合结构;随着氮含量增加,非晶相含量增加,Ti(C,N)纳米晶的含量和晶粒尺寸减小;随着氮含量增加,Ti-B-C-N薄膜的显微硬度增大,摩擦因数和磨损率均减小,表面磨痕变浅,磨损机制由剥落和微观犁削转变为微观抛光。

化学蚀刻参数对激光粉末床熔化钛合金多孔结构表面残粉去除效果的影响

目的采用超声辅助化学蚀刻的方法,去除激光粉末床熔化(Laser Beam Powder Bed Fusion,L-PBF)技术成形的多孔结构表面残粉,提升多孔结构的表面精度和质量。方法利用超声辅助化学蚀刻试验平台,探究溶液配比、蚀刻时间、蚀刻温度对粉末去除效果的影响。对比分析不同工艺参数处理后的试件表面形貌、支杆直径、质量变化。结果超声辅助可以显著提升化学蚀刻后的表面质量;蚀刻温度在30~60℃范围内,试件蚀刻后的尺寸精度最高;采用溶液体积比为HF∶HNO_(3)∶H_(2)O=4∶14∶82,加热温度为50℃,蚀刻9 min,试件的尺寸精度误差可低至0.24%。结论通过蚀刻时间与溶液浓度的合理配比,可以有效去除试件表面的残粉,提升试件的表面质量,残粉去除率达到了91.9%;通过增加酸性溶液浓度、控制溶液温度,可以将蚀刻效率提升2倍以上,同时达到有效去除残粉和提升蚀刻效率的效果。

热处理对激光粉末床熔融AlSi10Mg合金热物理性能的影响

采用激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)法成功制备AlSi10Mg合金样品,研究130℃/4 h时效处理、236℃/10 h退火处理和540℃/1 h固溶处理三种热处理工艺对AlSi10Mg合金样品的微观组织的影响,以及热处理后AlSi10Mg合金在室温~400℃的温度范围内热膨胀系数和热导率演变规律。结果表明:时效处理后铝基体中析出球状的Si颗粒,仍然保留完整的网状共晶硅组织;退火后,网状共晶硅完全消失,球化Si颗粒均匀分布在基体中;固溶处理后出现大的块状Si颗粒,尺寸在1~3μm;经过热处理之后AlSi10Mg合金的热物理性能均优于打印态。退火处理后的合金样品在室温到400℃的热膨胀系数为1.64×10^(−5)~2.1×10^(−5)℃^(−1),平均热导率为179.6 W·m^(−1)·K^(−1),性能优于时效处理和固溶处理。

基于高通量测序技术的9种铁线莲属药材混合粉末分子鉴定

目的建立基于高通量测序技术的9种铁线莲属混合粉末分子鉴定方法。方法采用高通量测序技术,对9种铁线莲属药材混合粉末样品中的总DNA经提取,对ITS2片段进行PCR扩增,利用Illumina MiSeq平台对DNA片段进行双端测序,最后采用FLASH、QIIME、GraPhlAn及MEGA 7.0软件对序列进行整理并聚类分析,鉴定混合粉末中的物种。结果混合粉末样品中得到高质量的ITS2序列共496条,铁线莲属物种含有序列72条,比对出棉团铁线莲、女萎铁线莲、短尾铁线莲、灌木铁线莲、单叶铁线莲、黄花铁线莲、粗齿铁线莲等7个物种,未能比对出东北铁线莲和芹叶铁线莲。结论以ITS2作为DNA条形码,采用高通量测序技术,可以鉴定出铁线莲属药材混合样品中的7个物种,为混合药材的鉴定提供依据。

Fe含量对粉末冶金Cu-Fe合金显微组织与性能的影响

研究Fe含量对粉末冶金Cu-Fe合金显微组织及性能的影响。采用电火花等离子烧结、冷轧以及时效处理工艺制备4种不同铁含量(5%、10%、20%和40%,质量分数)的Cu-Fe合金。研究结果表明,随着Fe含量从5%(质量分数)增加到40%(质量分数),Fe相由离散球形分布演变为连续交错分布,Fe相尺寸从0.29μm增加到1.20μm;时效态的Cu-Fe合金的屈服强度从411.5 MPa提高到788.8 MPa,电导率从62.5%(IACS)降低到42.0%(IACS)。在以上结果的基础上,提出一种混合法则计算Cu基体、初级Fe相和次级Fe相对屈服强度的贡献,可较好地预测Fe含量高于10%(质量分数)合金的力学性能。

再生微粉活性粉末混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

为了进一步了解再生微粉活性粉末混凝土(RPC)的受压性能,通过试验分析并结合有限元模拟,研究了不同配比再生微粉RPC的单轴受压应力-应变曲线。利用有限元软件Ansys在细观层次上建立了随机分布钢纤维模型,建立的随机钢纤维模型能较好地反映实际情况。进而采用数值模拟的方法分析了钢纤维体积掺量对RPC受压应力-应变曲线的影响。研究结果表明,随着再生微粉对水泥替代率的增加,峰值应力减小,峰值应变和弹性模量略有降低但变化不显著。钢纤维的加入提高了再生微粉RPC的峰值应力、峰值应变和弹性模量,且随着钢纤维掺量增加,峰值应力增长,弹性模量有一定增长,峰值应变变化不明显。

超细粉末压片法X荧光仪测定高岭土中主量元素

利用超细粉碎技术,将高岭土标准物质(含内部控制样)粉碎至微米级,建立起超细制样粉末压片X射线荧光光谱法的高岭土工作曲线,克服了粒度效应和矿物效应,测定高岭土的主量元素含量。扣除灼失含量校正,用归一化法计算,标准物质测定结果与标准值一致。方法准确度高,精密度好,极大提高了高岭土的检测效率,主元素铝的氧化物加标回收率在92.00%~110.00%之间。满足了高岭土主量元素的检测需求,减少了对环境的污染。

粉末套管法Ti/Al/Ti复合板的界面结合性能

采用粉末套管法,通过“热轧+中间退火+进一步冷轧”工艺制备Ti/Al/Ti复合板。利用扫描电镜、电子探针、能谱仪、XRD分析以及万能实验机,研究不同制备参数下Ti/Al/Ti复合带材的界面形貌、元素分布、物相种类和界面结合强度。结果表明,单一脆性金属间化合物TiAl_(3)的产生会阻碍Ti/Al元素的扩散,扩散层厚度发生减薄。500℃退火,扩散层主要是由扩散形成的冶金结合层,局部区域有少量的金属间化合物TiAl_(3)生成,界面结合强度受冶金结合强度与机械结合强度的动态变化影响,随着压下率升高,结合强度先降低后升高再降低;550℃退火,界面反应增强,TiAl_(3)相逐渐增多,扩散层强度增加,冶金结合强度提高,由14.3 N/mm(500℃)增加至35.1 N/mm(550℃),随着压下率的增大,化合物层破碎程度增加,界面结合强度逐渐降低。

低温固化聚酯粉末涂料的研究与应用

以热固性聚酯粉末涂料为研究对象,介绍了成膜物质中聚酯树脂和固化剂的特性及其在粉末涂料中的作用,并从制备、固化机理、改性、应用4个方面综述低温固化聚酯粉末涂料的研究进展。为改善聚酯粉末涂料出现缩孔的问题,将活性官能团丙烯酸酯引入聚酯树脂中进行表面改性,得到聚酯/丙烯酸混合型粉末涂料,并对耐候性聚酯/丙烯酸粉末涂料的耐候性及固化反应原理进行概述。为降低粉末涂料的固化温度,使其符合低温固化的发展要求,针对合成聚酯粉末涂料成膜物质的相对特性,在树脂合成过程中引入环氧型官能团作为功能单体或直接与环氧树脂混合。聚酯粉末涂料已在家具、汽车及家用电器领域得到广泛应用。未来,聚酯粉末涂料朝着节能环保、多样性和更广泛的适用性发展。

粉末冶金法制造20CrMnTi钢汽车齿轮件代替传统工艺的研究

通过研究20CrMnTi齿轮材料使用粉末冶金方法制造代替传统锻造的方法,弥补了用传统方法制造齿轮的不足,验证了添加纳米粉体并采用合理的粉末冶金完全可以代替传统锻造方法制造汽车齿轮材料,为同行提供了借鉴。

粉末外摩擦系数试验研究进展

粉末与界面的外摩擦行为受粉末的材料性能、模壁表面粗糙度、相对运动速度、温度和压力等因素的影响,不合理的外摩擦行为很容易造成粉末加工装备的磨损以及制品密度分布不均匀。为探究粉末的外摩擦行为,深入考察了国内外粉末外摩擦系数的研究进展,归纳和总结了粉末外摩擦系数的测试方法。根据载荷不同,将粉末外摩擦系数测试方法分为小载荷测试方法和大载荷测试方法,其中,小载荷外摩擦系数测试方法包括斜面法和平板法,大载荷外摩擦系数测试方法包括旋转法、剪切法和闭模法。遵循以上分类方法,进一步阐述了各种测试方法的原理、测试设备以及获取的重要结论。结果表明,小载荷作用下的测试方法仅适用于测量低相对密度粉末的外摩擦系数,测试中的压制力一般低于粉末重量的100倍。大载荷作用下的测试方法更常用于高相对密度粉末的外摩擦系数测量,测试中的压制力因材料而异,聚合物材料的压制力通常在粉末重量的0.5×10^(3)~1.0×10^(5)倍,金属材料的压制力在粉末重量的10^(5)~10^(7)倍。

基于堆积密实度的固废活性粉末混凝土配合比设计方法

采用固废掺合料(粉煤灰、矿渣和玻璃粉)进行了活性粉末混凝土(RPC)制备及性能研究,研究了固废种类、掺量和掺入方式对RPC堆积密实度、工作性能、力学性能和微观结构的影响,提出了固废RPC强度模型。结果表明:粉煤灰、矿渣和玻璃粉的替代水泥量分别为15%、10%~15%和20%时,RPC强度更具有优势,工作性能和微观性能更好;固废合理的掺入可使立方体抗压强度最高提高25.8%,而且随着堆积密实度的增大,固废RPC立方体抗压强度先提高后稍有降低;结合鲍罗米公式和密度堆积模型,考虑影响RPC性能的主要因素,提出了固废掺合料RPC配合比的设计方法,为RPC的工程应用提供依据。

40CrNiMo钢棱角位交流电场辅助粉末渗硼层的组织与性能

以Al_(2)O_(3)为填充剂和活性炭为添加剂的改性粉末为渗硼剂,采用40CrNiMo钢为基体,在75 V/100 Hz交流电场作用下于630、650、700、750和850℃进行电场增强辅助固体渗硼。采用X射线衍射仪、扫描电镜和硬度计对渗硼后的样品进行显微分析及性能测试。结果表明:交流电场对渗硼过程有明显的促进作用,即便在较低的渗硼温度(750、700和650℃)下也可以在40CrNiMo钢试样的平面及棱角区域形成单一的Fe_(2)B相渗硼层;850℃时,渗硼层的棱角部位出现了少量的FeB相。温度过高(如850℃)及过高的电场辅助渗硼电流(如700℃渗硼时的2.38 A电流),会使渗硼层表面形成疏松表层,不利于致密渗硼层的形成;750℃渗硼4 h后的渗硼层具有最高的致密性和渗层硬度,其渗层厚度和表层区域硬度分别为120μm和1700 HV0.05。

W元素在新型镍基粉末高温合金中的强化作用

通过真空感应熔炼(VIM)棒料+电极感应熔炼氩气雾化(EIGA)制粉+热等静压(HIP)成形+热处理(HT)工艺制备三种W含量(质量分数4.1%、6.1%和8.1%)的新型镍基粉末高温合金实验锭坯。以此锭坯为对象,结合金属材料相图计算及材料性能模拟软件JMatPro 6.5计算,利用SEM、EBSD和XRD分析W含量对热处理态锭坯显微组织(如晶粒尺寸、退火孪晶、γ′强化相及错配度)的影响,测试分析不同温度下合金的拉伸性能,通过经验公式量化分析各强化机制对合金室温屈服强度的贡献情况。结果表明,随着W含量增加,γ基体层错能明显降低,热处理态退火孪晶界Σ3数量增多;W促使晶内一次γ′强化相由立方状加速粗化为固态枝晶状,对γ′总量和二次、三次γ′的影响不大;W进入γ基体产生晶格畸变的程度大于γ′强化相,使得γ′/γ错配度呈下降趋势;W有助于提高室温和650~800℃拉伸强度,但略微降低塑性;W主要起固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化作用,其中固溶强化贡献相对最低,固溶强化时以强化γ基体为主,γ基体固溶强化和γ/γ′共格应变强化效果随W含量增加而减弱,W含量为6.1%时晶界强化效果最大;固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化贡献值总和不足室温屈服强度实测值的50%,合金以γ′相沉淀强化为主,测试值和计算值较为吻合。

高压作用下水泥基粉末材料的接触硬化研究综述

在高压作用下,一些具有无定型相的水泥基粉末材料会发生接触硬化现象,粉末颗粒在压力作用下发生缩聚运动,并在粉末颗粒间形成结构键,进而快速形成具有一定强度及耐水性的人造石材。本文综述了压力作用下水泥基粉末材料接触硬化的成键机理以及粉末水分含量、干燥条件、钙硅比、压制过程对其接触硬化性能影响的研究进展。相关研究结果表明,压力作用下粉末颗粒间会形成氢键、范德华力、固体桥键等结构键;粉末水分含量是影响接触硬化性能的重要因素,在压力作用下,水分可以改变粉末颗粒的表面性质并影响颗粒之间的结合,进而改变压制成品的力学性能;钙硅比对接触硬化性能的影响显著,不同粉末材料在压制时的最佳钙硅比亦是不同;摩擦力的存在降低了压制效率,造成压制成品密度、强度分布不均匀,润滑剂的加入可以有效降低摩擦力的影响;此外,降低压制模具高径比并使用双面压制可有效提升压制成品的质量。

粉末饮片自动包装机的研究与设计

目前市场上针对粉末饮片、颗粒等物料包装时,存在难以有效剔除不合格原料、存有破碎的细小残渣和产品结块受潮等现象,严重影响产品的包装质量。团队结合多年实践经验,设计了一种粉末饮片自动包装机,集上料机构、送料机构、送风机构、收集组件及驱动机构等于一体,可有效解决以上痛点问题。具体针对该装置的工作原理和各个组成部分的结构设计进行了介绍。实践证明,该装置在工作时,各个组成部件相互配合,能够有效剔除不合格的原料、避免原料结块受潮,具有结构简单、成本低、效率高等优点。

粉末状缓释型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

以乙二醇单乙烯基聚乙二醇(EPEG)为大单体,调节丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯与大单体的摩尔质量比,以巯基丙酸为链转移剂,双氧水与次磷酸钠为氧化还原体系,并用中和溶剂调节减水剂母液pH值,制备了一种适用于离心喷雾干燥技术的粉末状缓释型聚羧酸减水剂PC-1000。通过正交试验确定了合成PC-1000粉末的最佳工艺参数为酸醚比3.0,酯醚比4.5,链转移剂用量0.36%(占大单体的质量比),母液pH值为8。性能测试结果表明,通过离心喷雾技术制备出的PC-1000粉末在净浆测试中2 h流动度无损失,表现出优异的保坍效果。PC-1000粉末已在灌浆料和压浆料中成功应用。

等距螺旋锥齿轮的精确建模与金属粉末注射成型工艺试制

等距螺旋锥齿轮作为一种新型锥齿轮,其螺旋齿面具有法向等距的特点,适用于金属粉末注射成型工艺批量化生产。根据坐标变换理论推导出球面渐开线和等距圆锥螺旋线的参数方程,再基于齿面形成原理建立齿面数学模型;在MATLAB中对齿面数学模型编程计算出齿面离散点坐标,并通过UG逆向工程完成等距螺旋锥齿轮的精确建模;利用ANSYS仿真分析等距螺旋锥齿轮的啮合接触,得出齿轮的传动性能;最后通过金属粉末注射成型工艺完成等距螺旋锥齿轮的试制。研究结果表明,齿面数学模型结合离散点逆向建模可确保模型的精度,金属粉末注射成型工艺可用于等距螺旋锥齿轮的批量化生产。

2022年中国粉末涂料行业年度报告

以中国化工学会涂料涂装专业委员会和全国涂料工业信息中心的行业统计数据、国家统计局发布的数据及行业调研为基础,阐述了2022年我国粉末涂料行业运行概况,并提出了未来行业发展建议。