雾化过程的线性不稳定性模型建立与验证

实际雾化过程具有不稳定性,采用稳定性模型或假设难以解释其过程。系统地考虑了雾化过程的影响因素,应用线性不稳定性理论对雾化过程中熔体碎裂机理进行了探讨,建立了雾化过程线性不稳定性数学模型,得到了熔体碎裂过程中的液柱流直径、碎裂液滴长度、支配波长等关键参数计算式。进行了水雾化和超高温雾化过程的验证实验,结果表明:线性不稳定性模型的计算值与实测结果基本吻合。

粉末床增材制造的有限元仿真在航空零部件上的应用技术研究

对于许多人而言，增材制造技术被视为只要获取零件的三维模型信息，其制造过程就是一个简单的材料叠加，没有丝毫的技术难度可言。实际上，在打印过程中因支撑断裂、零件翘曲等造成打印中断，抑或是经长时间打印后发现零件其实很早就已经开裂失效的现象屡见不鲜。

透明AlON陶瓷的发展现状和挑战

氮氧化铝透明陶瓷是备受关注的材料,广泛应用于商业和军事领域,如红外和可见光窗口、透明装甲等方面。最近几年,氮氧化铝透明陶瓷得到了快速发展,出现新的制备方法、新的烧结助剂及新的应用领域。然而,目前还没有系统的、最新的相关综述。此外,氮氧化铝透明陶瓷还存在一些未解决的问题和新的挑战,严重阻碍其商业化应用。因此,本文作者全面介绍氮氧化铝陶瓷的制备方法,包括高温固相反应法、氧化铝还原氮化法、化学气相沉积法和溶胶凝胶等方法,并对这些制备方法的优缺点进行比较分析。此外,系统地总结烧结助剂和烧结工艺对氮氧化铝透明陶瓷透光性的影响。最后,对氮氧化铝透明陶瓷面临的挑战和发展趋势进行讨论和展望。

连续还原碳化法制备纳米WC-Co复合粉研究

传统方法制备超细WC-Co混合料工艺过程复杂,制备的粉末成分及粒度分布不均匀,晶粒较粗,生产成本高.本研究采用连续还原碳化法,以偏钨酸铵、醋酸钴、热解碳源等为原料,在喷雾干燥、连续还原碳化系统中进行实验,对短流程制备工艺进行了探讨.通过喷雾结晶、低温还原碳化制备出纳米级WC-Co复合粉.研究结果表明:在900℃温度下,碳化反应完全,制得的WC-Co复合粉晶粒度小于100 nm.连续还原碳化法制备粉末的工艺流程短,易于实现产业化.

XRD技术在纳米WC-Co复合粉制备过程中的应用

介绍了X射线衍射技术(XRD)的原理及其在钨粉末冶金中的运用,并结合笔者对纳米WC-Co复合粉的研究,重点介绍了XRD技术在纳米WC-Co复合粉制备过程中的应用,包括物相定性分析、晶粒尺寸测定及点阵参数测定等方面的应用。以可溶钴盐、偏钨酸铵(AMT)、有机碳源为主要原料,通过喷雾转化、连续低温还原碳化法制备出了纳米晶WC-Co复合粉,用XRD技术对制备过程中样品进行分析,结果表明:采用喷雾转化、连续低温还原碳化工艺可制备出仅有WC和Co两相的复合粉末,W被完全碳化,WC晶粒度约60nm,Co相为面心立方结构。

直接碳化原位合成WC-Co复合粉的反应过程

以偏钨酸铵(AMT)、可溶性钴盐、有机碳源为原材料,采用喷雾转化、直接碳化原位合成法,成功制备出WC-Co复合粉末。利用XRD、SEM等分析方法对粉末样品物相组成、微观形貌、粒度分布进行了研究。研究表明,由于Co对W碳化的促进作用,在900℃时,W就被完全碳化为WC,远低于W正常被碳化完全的温度;W的碳化过程主要依靠钨粉颗粒表面与含碳气氛热解后沉积在钨颗粒表面上的碳元素的反应以及碳向钨粉颗粒内部的扩散来实现,属固-固反应;由于生成W2C的自由能比WC的更低,W很快先被碳化为W2C,然后再进一步碳化为WC;W/Co/C碳化反应体系沿WCo3,Co6W6C,W2C-Co,WC-Co步骤进行反应;随着温度的升高,反应体系可不经过前两步,而直接生成W2C-Co,再进一步碳化为WC-Co复合粉。

喷雾干燥与低温还原碳化法制备纳米晶WC-Co复合粉末

传统的纳米WC-Co复合粉末制备通常是将超细WC粉和Co粉在高能球磨机中进行研磨破碎得到，粉末形状不规则，成分、粒度分布不均匀，容易掺杂，难于满足大批量工业化生产。以偏钨酸铵（AMT）、可溶性钴盐、有机碳源为原材料，采用喷雾干燥、煅烧、低温还原碳化工艺制备纳米晶 WC-Co 复合粉末。对粉末进行碳含量、氧含量、松装密度测定以及形貌观察和物相分析。结果表明：WC-Co复合粉末外观多呈空壳球形骨架结构， Co对WC晶粒形成纳米级包覆，各成分分布均匀，一次颗粒尺寸在100～200 nm之间。粉末具有流动性好、晶粒细小且均匀等特点，适用于制备超细硬质合金，在堆焊和喷涂领域有广阔的应用前景。

等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的显微组织及摩擦学性能

以Al_2O_3-TiO_2(x=0%,3%,13%,20%,40%,质量分数)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在316L不锈钢基体表面制备5种陶瓷涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)、荧光金相显微镜分析粉末和涂层形貌、微观结构、物相组成及涂层孔隙率;利用显微硬度计及摩擦磨损试验机测试涂层力学及摩擦学性能,观察试样磨损形貌,分析磨损机理。结果表明:涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征,涂层与基体结合良好。随TiO_2含量增加,涂层主相由γ-Al_2O_3向Al_2TiO_5相过渡,涂层韧性升高,硬度和孔隙率降低。在大气环境下,低TiO_2含量的涂层(Al_2O_3、AT3)发生应力疲劳磨损,高TiO_2含量的涂层(AT13、AT20和AT40)发生应变疲劳磨损;而在水环境下,5种涂层均发生应力疲劳磨损。

喷雾干燥-煅烧制备钨钴氧化物粉末的反应机理

以偏钨酸铵（AMT）、醋酸钻Co（CH3COO）2·4H2O、有机碳为原料，通过喷雾干燥得到前驱体粉末，然后在氮气氛下煅烧制备钨钴氧化物复合粉末；并对AMT、醋酸钻及前驱体粉末进行TG-DSC-DTA分析，用XPS对钨钴氧化物粉末进行价态分析，以x射线衍射对钨钴氧化物粉末进行物相分析，用SEM对粉末进行形貌分析。结果表明：煅烧温度550℃、氮气流量6．5m^3／h、煅烧时间20min制备的钨钴氧化物粉末粒度为10～125μm，平均粒度为50μm，产物为裂解碳、WO3、CO3O4。此温度可避免AMT分解生成的WO3在水蒸气作用下生成钨水化物W02（OH）2；避免WO2（OH）2在H2作用下还原成w粉；及避免w粉沉积在早先被还原的w核上使w粉颗粒长大。

喷雾转换法制备纳米WC-6Co复合粉的工艺研究

以偏钨酸铵、醋酸钴、有机碳为原料,去离子水为溶剂,采用喷雾干燥-煅烧-球磨-连续还原碳化新工艺制备纳米WC-6Co复合粉。采用氮气吸附法测定粉末比表面积,XRD、SEM分别分析粉末物相和形貌,研究球磨工艺对钨钴复合氧化物粉末性能的影响以及连续还原碳化过程中粉末比表面积的变化。结果表明,在连续还原碳化前进行球磨,可有效破碎粉末;适当增大球料比或延长球磨时间,可使粉末破碎效果更好,粒度分布更均匀,当球料比为10∶1、球磨时间为240min时,粉末破碎、分散效果最佳,比表面积为11.62m2/g;球磨后的钨钴复合氧化物粉末在连续还原碳化过程中发生团聚烧结、预合金化,生成平均粒度为80nm的WC-6Co复合粉。

铸造碳化钨添加量对镍基复合喷熔涂层性能的影响

在镍基合金粉末NiCrBSi中添加不同比例的铸造碳化钨(WC),并采用氧乙炔火焰喷熔工艺在低碳钢表面制备了相应的Ni基WC复合涂层。采用金相显微镜观察了涂层的显微组织,采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能,并采用扫描电镜观察了喷熔粉末和喷熔层磨损后的形貌。结果表明:喷熔层的组织为在NiCr合金基体上弥散分布着不同粒度的碳(硼)化物硬质相;涂层的显微组织和WC的含量对Ni基WC喷熔层的硬度和抗磨损性能影响很大,涂层的硬度和抗磨损性能随WC添加量的增加先增加后减小;当WC的含量为35%时,Ni基体WC喷熔涂层的硬度最高,相应的抗磨粒磨损性能最好。

喷雾转换法制备纳米WC-Co复合粉末的研究现状

介绍了纳米WC-Co复合粉末喷雾转化制备方法,该方法具有流程短、组元分布均匀、制造成本低等优点,被广泛、深入地研究,从而衍生出多种纳米WC-Co复合粉末制备法。

不同钨源原料制备WC-Co复合粉的形貌研究

以WC-6%Co 为基本成分，计算原料醋酸钴，超纯炭黑、有机碳分别与WO2.72，WO3，APT， AMT配料量，称量后加入装有适量纯水的可倾斜式滚动球磨机，湿磨混匀形成料浆，然后充分搅拌料浆进行喷雾干燥，将喷雾干燥的前驱体粉末煅烧、过筛，称量装舟，推入1100℃通有氢气的高温钼丝炉中制备出WC-6Co复合粉末.结果表明：以WO2.72为原料制备WC-6Co 复合粉，粉末粒度在1～45μm,平均粒度为23.38μm；以WO3为原料制备粉末粒度在8～35μm,平均粒度为22.58μm；以APT为原料制备粉末粒度在1～34μm,平均粒度为12.81μm；以AMT为原料制备粉末粒度在3～45μm,平均粒度为17.83μm；粉末球形度由好到差顺序为：WO3、WO2.72、AMT、APT；松装密度由大到小顺序为：WO3、WO2.72、APT、AMT；流动性由好到差顺序为：WO2.72、WO3、APT、AMT；通过测量粉末BET，换算对应WO2.72、WO3、APT和AMT为原料时制备粉末的WC晶粒度分别为400 nm、252 nm、255 nm和26 nm.

纳米WC-Co复合粉末形貌的影响因素

随着现代工业的快速发展,纳米WC-Co复合粉末得到越来越广泛的应用,具有巨大的市场发展潜力。分别以偏钨酸铵(AMT)、可溶性钴盐、有机碳和超纯碳黑为原材料,采用喷雾转化和连续低温还原碳化法制备纳米WC-Co复合粉末,研究雾化转速、转化温度、碳源的选取对纳米WC-Co复合粉末形貌的影响。研究表明:纳米WC-Co复合粉末呈空壳球形结构,晶粒尺寸在100 nm以下,壳体有大量孔隙并存在破裂现象,Co相以fcc结构存在。在一定范围内,随雾化转速降低,颗粒尺寸增大;随转化温度升高,粉末球形化程度降低;有机碳源制备的复合粉末比碳黑制备的颗粒尺寸更大,壳壁更薄。

超细/纳米WC-Co复合粉末制备技术的研究现状

介绍了超细/纳米WC-Co复合粉末的主要制备方法:液相还原法、氧化-还原法、溶胶-凝胶法、共沉淀法和喷雾转化法,并结合笔者研究成果详细阐述了喷雾转化法的研究现状,指出该方法具有流程短、粉末组元均匀化及晶粒纳米化等优点,但在粒度及形貌控制、组元迁移和低温原位还原碳化三个方面还需更加深入的理论研究。

紫钨喷雾干燥-直接碳化法制备纳米WC-Co复合粉

以WC-6%Co为基本成分，计算原料紫钨、醋酸钴、有机碳及超纯炭黑配料量，称量后加入装有适量纯水的可倾斜式滚动球磨机，湿磨混匀12 h，形成复合盐料浆，然后充分搅拌，进行喷雾干燥后制备的前驱体粉末粒度在10～100μm，平均粒度为50μm。将喷雾干燥好的粉末装舟（200 g），推入高温钼丝炉中，通入氢气，还原碳化温度950℃，时间30 min制备的纳米WC-Co复合粉，粉末粒度分布窄，颗粒粒度在5-45μm，平均粒度为23.38μm。SEM、BET结果表明WC晶粒度在300 nm左右，由扫描电镜（SEM）、X光微区分析（EDS）及元素面分布图得到，W、Co、C分布均匀、Co相均匀包覆在WC晶粒周围，不存在成分偏析。 XRD的半高宽窄，晶粒细小；物相纯净，无η相。

喷雾转换法制备超细晶WC-12Co复合粉末HVOF涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,以喷雾转换法制备的超细晶WC-12Co复合粉末为热喷涂粉末原料,在45#钢基体上制备WC-12Co涂层,并测试涂层的显微硬度、开裂韧性及抗磨粒磨损性能,利用XRD对复合粉末及涂层进行相结构分析,用SEM对复合粉末及涂层截面进行显微观察。结果表明,在喷涂过程中,多孔空壳球形复合粉末中WC颗粒有明显的脱碳分解发生,涂层中含有W2C、Co2W4C、W和非晶相;涂层组织呈典型的层状结构,WC晶粒有圆润化和长大现象;涂层显微硬度HV0.3/10平均值为1 084、开裂韧性平均值为5.24 MPa·m1/2,涂层表面抗磨损性能随粗糙度降低和硬度增加而提高,平均磨损质量损失为0.783mg/min。

硬质合金的发展趋势及特殊粉末的制备技术

在简要介绍硬质合金特点的基础上,阐述了切削刀具、矿用工具这两大类硬质合金的发展趋势,并重点对高性能硬质合金及特殊原料粉末的制备技术进行了比较和分析。

超高温雾化制备球形铸造碳化钨粉末形貌控制及性能研究

传统的热喷涂用碳化钨粉末通常采用铸造方法生产,粉末呈多角状,流动性差且硬度低,难以满足高性能硬面材料的要求。以钨粉、炭黑、碳化钨粉前躯体或多角状碳化钨为原料,采用自行设计的超高温熔炼及超高温雾化装备制备出球形碳化钨粉末,利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计分析测试了粉末的相、组织、成分及性能。结果表明:碳化钨粉末外观呈球状、内部为细针状共晶组织、显微硬度3 200 HV、霍尔流速6.5 s/50 g、具有流动性好、耐磨性佳等优良的综合性能。

从中国制造走向中国创造——中国硬质合金装备制造技术进步与发展60年

硬质合金装备制造水平对硬质合金的发展起关键和决定作用。建国60年来,中国硬质合金装备制造技术进步与发展经历了产业体系建立时期,大引进、大改造时期,消化吸收、自主创新时期。通过大引进、大改造,消化吸收和自主创新,中国硬质合金装备不断地从中国制造走向中国创造。实践证明,关键、核心技术是买不来的。如果只注重引进,满足于投产、达产,低水平复制制造能力或跟踪模仿,忽视消化吸收与自主创新,引进技术难以发挥效益,而且会成为企业的包袱。难以走出"引进—落后—再引进—再落后"的陷阱,只能永远步别人的后尘。