机械合金化

摘要： 以单质金属粉末为原料,采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)法制备了力学性能优异的生物医用Ti24Nb4Zr3Mn合金,研究了烧结压力对Ti24Nb4Zr3Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同烧结压力下获得的Ti24Nb4Zr3Mn合金均为体心立方β相和斜方马氏体α"相双相合金。随着烧结压力的增加,α"相在烧结合金中分布更加均匀,合金的硬度和相对密度不断增加,极限抗压强度和塑性有明显的提高。在50 MPa烧结压下的合金拥有最优的力学性能,其硬度、极限抗压强度和断裂时塑性应变分别高达424 HV、2763 MPa和51.6%。

摘要： 为了提高铜基复合材料的综合性能,采用机械合金化法制备混合碳化钛的过饱和铜钛合金粉,压制后烧结成型,制备以Ti作为耦合剂的TiC增强Cu基复合材料并进行时效处理。通过组织观察、性能测试等手段,分析时效处理对复合材料组织和性能的影响。结果发现:TiC含量越高,复合材料的硬度越高,但电导率和耐腐蚀性却有所下降;同时复合材料表面的增强相越分散,气孔增加,但总体分布较均匀,且与基体结合较好。在时效处理后,耦合剂Ti与基体Cu析出的第二相Cu_(4)Ti会影响材料的组织与性能,表现为复合材料表面气孔减少,硬度、电导率、致密度和耐腐蚀性比时效处理前均有所提高。

摘要： 采用机械合金化结合微波烧结制备钡铁氧体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)对钡铁氧体制备过程的组织和性能进行分析。结果表明:在高能球磨初期,颗粒粒径减小,粉体得到细化,随球磨时间延长,部分BaCO_(3)固溶于Fe_(2)O_(3)中形成固溶体;高能球磨40 h的物料,经900°C微波烧结,烧结材料组织均匀,晶粒得到充分生长,有明显的六角结构生成,比饱和磁化强度为53.7 Am^(2)/kg,矫顽力为447058.4 A/m;相比于传统烧结,微波烧结制备的钡铁氧体磁性能与之相近,但烧结温度降低了100°C,且样品的颗粒大小更均匀,烧结时间更短。

摘要： 分别以元素混合粉、机械合金化粉和水气联合雾化合金粉为原料,结合冷等静压成形、烧结及轧制工艺制备了Cu‒5%Fe合金(质量分数),对比了三种原料粉的铜铁合金粉末形貌、微观组织、力学性能及物理性能。结果表明,铁颗粒分布均匀,元素混合、机械合金化和水气联合雾化法粉末烧结体中铁颗粒平均尺寸分别为9.4μm、1.2μm、3.5μm。水气联合雾化法合金样品综合性能最优,抗拉强度550 MPa,导电率59.5%IACS,磁饱和强度9.1 emu·g^(-1)。

摘要： 采用XRD、SEM、TEM、万能试验机、振动样品磁强计,系统研究了TiC含量对Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)中熵合金微观组织、力学性能以及磁性能的影响。添加5%和10%(摩尔分数)Ti至中熵合金Fe_(43)Ni_(35)Co_(22),通过原位自生反应形成TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)合金块体,制备方法为“机械合金化(MA)+放电等离子烧结(SPS)”。结果表明:经40 h球磨后,Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)粉末相的组成为FCC主相+少量BCC,两种TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)粉末的相组成为BCC主相+FCC相。经SPS烧结后,Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)块体为单相FCC和少量的杂质;两种TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)块体均由FCC+TiC两相组成,其中FCC相呈现“微米晶+超细晶”构成的多尺度结构,且随着TiC含量的增加,超细晶区增多。性能上,TiC的添加大幅提高了Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)的压缩屈服强度和矫顽力,同时也导致了材料的塑性和饱和磁化强度的降低。Ti添加量为5%的TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)综合性能最优异,其压缩屈服强度为1352 MPa,压缩断裂应变为24.5%,矫顽力为992 A/m,饱和磁化强度为0.1387 A∙m2/g。

摘要： 基于预防材料老化的理念,采用机械合金化和热压烧结的方法制备了钻杆用陶瓷,研究了烧结温度对陶瓷显微形貌和力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为1800°C、1900°C和2000°C时,陶瓷的物相主要由ZrB_(2)、ZrN、SiC、BN(C)、m-ZrO_(2)和ZrO_(x)组成,不同烧结温度下垂直于热压和平行于热压方向的陶瓷中都可见尺寸不等的孔隙存在,且垂直于热压和平行于热压方向的陶瓷显微形貌未见明显差异。烧结温度为1800°C和1900°C时,陶瓷的密度和维氏硬度差别不大;随着烧结温度从1800°C上升至2000°C,陶瓷的抗弯强度和断裂韧性逐渐增大,烧结温度2000°C时陶瓷的密度为4.12g/cm^(3)、抗弯强度为388MPa、断裂韧性为3.15MPa·m^(1/2)、维氏硬度为9.6GPa,具有最高的力学性能。

摘要： 研究机械合金化工艺制备(CoCrFeNiMn)_(90)M_(10)(M=Al,Hf)高熵合金粉末的合金化行为和显微组织。(CoCrFeNiMn)_(90)Al_(10)粉末具有双相固溶体结构;而在(CoCrFeNiMn)_(90)Hf_(10)粉末中发现了非晶相及纳米晶HfNi_(3)相。(CoCrFeNiMn)_(90)Al_(10)粉末表现出更好的铁磁性能,这主要归因于双相共格界面易于诱导磁畴的运动。结合我们以前的工作,初步提出球磨态高熵合金粉末中固溶体和非晶相的形成规律。与已报道的铸态高熵合金规律相比,在球磨态高熵合金粉末中形成的固溶体相的混合焓随原子尺寸差变化的范围更宽。此外,高熵合金粉末中非晶相的混合焓或熵随原子尺寸差变化的范围比大块高熵金属玻璃的范围更宽。

摘要： 具有大规模量产潜力的高能球磨技术自诞生以来,引起了人们极大的兴趣。但是,传统的高能球磨依靠单一的机械能输入,存在效率低、能耗高、粉末污染等问题。在球磨过程中引入其他能量场实现的外场辅助球磨对解决上述问题具有重要意义。与传统高能球磨相比,外场辅助球磨具有两大应用优势:(1)球磨时间明显缩短;(2)可以合成特殊化合物。目前常用的外能量场包括超声波、磁场、温度场、电场和等离子体。利用介质阻挡放电,将大面积的冷场等离子体引入球磨过程所发展的等离子球磨技术可以实现球磨效率、球磨产能和工艺可控性三方面的提升。当前等离子球磨技术应用已涉及诸多材料体系,但是由于冷场等离子体的复杂性和非热平衡特性,等离子体、等离子体-机械力耦合对材料合金化特点和反应机制的影响仍是重点研究内容。近年来,研究人员针对不同的材料体系发挥等离子球磨效能的工作取得了一定的进展。本文主要介绍等离子球磨技术的基本原理、特点及其在多种材料制备中的应用,重点分析等离子球磨所制备的材料的特殊结构、优异性能及其组织结构形成机制。针对当前的研究进展,本文还总结了等离子球磨技术的发展前景和面临的挑战,旨在为等离子球磨制备高性能材料提供参考。

摘要： 本工作采用机械合金化法制备FeCoNiCrP高熵合金纳米颗粒,将其负载在碳纤维纸上制成电催化剂电极,对合金进行电催化析氧性能测试。以循环伏安法对催化剂进行电化学激活后,FeCoNiCrP催化剂在1 mol/L KOH介质中驱动10 mA/cm^(2)的电流密度所需过电位仅为286 mV,而激活前的催化剂所需的过电位为301 mV。与激活前相比,激活后的催化剂具有更低的塔菲尔斜率(27.6 mV/dec)、更大的双层电容(0.435 mF)以及20 h恒定电位测试下更优异的稳定性。循环伏安法激活导致合金表面发生重构,构建出核壳结构,形成有利于析氧过程的金属氧化物和羟基氧化物,从而有效提升催化剂的析氧性能。

摘要： 采用机械合金化方法制备N型赝三元半导体热电材料,经500°C高温烧结后,与纳米Al_(2)O_(3)粉体充分混合,在200°C下热压成型得到N型Al_(2)O_(3)-(Bi_(2)Te_(3))_(0.9)(Sb_(2)Te_(3))_(0.05)(Sb_(2)Se_(3))_(0.05)复合块体热电材料.微观结构分析和热电性能测试结果表明,高温烧结后材料的结晶度变高;随Al_(2)O_(3)掺杂浓度的增高,材料的电导率和热导率逐渐减小,而Seebeck系数几乎不变.在Al_(2)O_(3)掺杂浓度为0.5 wt%时,热电优值达到2.05×10^(-3)K^(-1).

摘要： 采用机械合金化结合热压/放电等离子体/高压低温烧结的方法制备了非晶/纳米晶Si-B-C-N复合陶瓷材料.结合XRD、SEM和TEM表征方法,研究了不同制备方法和第二相对Si-B-C-N系陶瓷的物相组成、相界面、组织演化规律和力学性能的影响.结果表明,热压/放电等离子体烧结制备的Si-B-C-N系陶瓷,其物相组成均为SiC和BN(C)相.高压低温烧结制备的非晶Si-B-C-N陶瓷组织,在1000～1200°C条件下,体系保持很好的非晶状态,此时非晶区域内发生元素偏聚和相分离;SiC和BN(C)相在1200°C开始形核,在更高温度下晶核开始长大.Al和ZrO2的加入使得复合材料抗弯强度分别达到了(526.8±10.4)MPa和(575.4±73.7)MPa,而石墨烯、短切纤维和MAS的引入极大地提高了材料的断裂韧性,分别达到了(5.40±0.63)MPa·m1/2、(5.33±0.25)MPa·m1/2和(5.86±0.06)MPa·m1/2.

摘要： 将配好的Mg粉和Ni粉同磨球一起装进球磨罐内,在Ar气保护下装机进行球磨,分析了Mg、Ni粉末微观结构变化规律,研究了球磨工艺对Mg2Ni机械合金化进程的影响.结果表明,随着球磨的进行,Mg粉、Ni粉首先逐渐细化成纳米晶,而后各自出现非晶化,球磨18h有Mg2Ni合金粉末生成,进一步球磨到30h Mg2Ni发生完全非晶化,继续球磨到36h,非晶化的Mg2Ni又重新聚合在一起形成Mg2Ni相.球磨过程中颗粒团聚物大小也有着相应的变化规律.

摘要： 采用机械合金化和放电等离子烧结(MA-SPS)工艺制备出块体Al-Zn-Mg-Cu合金.研究了MA时间对合金粉末组织和性能的影响,得到MA30h时,合金粉末的晶粒尺寸最小为23.2nm且微观应变为0.156％.研究了烧结后块体合金的组织和性能,XRD和EDS显示烧结中有弥散分布的Al2Cu颗粒增强相析出,通过SPS工艺得到高强度的纳米晶A,-ZnMg-Cu块体合金,其平均晶粒尺寸为53.5nm,压缩屈服强度为853.19MPa,塑性应变为8.1％.

摘要： 采用机械合金化与粉末塑性致密技术制备了Ti弥散强化超细晶AZ31镁合金(以下简称AZ31-Ti),研究了Ti含量分别为9wt.％,18wt.％和27wt.％的AZ31-Ti镁合金的微观组织与力学性能结果发现,经过真空热压-热挤压塑性变形,获得了致密度达到99％以上的块体超细晶AZ31-Ti镁合金材料,Ti颗粒在镁合金基体中弥散分布,平均颗粒大小大约为340nm,镁合金基体的平均晶粒尺寸大约为800nm与工业AZ31镁合金相比,AZ31-Ti镁合金的室温与高温强度显著提高.以Ti含量27wt.％的AZ31-Ti镁合金为例,其室温与高温300°C的抗拉强度分别达到318MPa和82MPa.

摘要： 采用机械合金化和放电等离子烧结(1700°C,44.1MPa)的方法成功制备了W/Si复合材料.并通过SEM、EDS、XRD等分析手段以及显微硬度和激光热冲击试验对其组织结构、室温力学性能及抗热冲击性能进行了研究.研究结果表明,烧结后试样随Si含量的增加依次生成了W5Si3和Si2W中间相,该结果与W-Si二元相图很好吻合.激光冲击后试样表面呈现出三种不同形貌:熔融区、影响区及未影响区(边缘区).相较于其他试样,W/5wt.％Si复合材料的晶粒小,硬度高,具有较好的抗热冲击性能.

摘要： 通过机械合金化和电火花放电等离子烧结(SPS)的方法制备出了石墨烯含量为0.4wt％的GNPs-Cu复合材料和石墨烯含量0.4wt％,Co掺杂量为2,3,4wt％的复合材料,并对制得复合材料的微观组织及力电性能进行了研究.研究发现,在球磨时间为6h情况下,GNPs在铜基体中分散相对均匀,并且GNPs-Cu和3wt％Co-GNPs-Cu复合材料表现出良好的力电性能.GNPs-Cu的压缩强度和硬度分别为620MPa和137HV,较纯铜分别提高了3倍和36.7％,该复合材料的IACS值达到了81％.对于3wt％Co-GNPs-Cu复合材料的压缩强度和硬度分别为573MPa和152HV,较纯铜分别提高了2.8倍和68.8％,并且IACS值也达到了60％.

摘要： 本研究是先利用高能量球磨机将具奈米结构之Bi0.4 Sb1.6Te3粉末,以占总组成为40～60wt.％的比例与利用长晶法制造之微米级p-type Bi0.4Sb1.6Te3晶棒粉末,作震动混合处理配制成具奈米/微米结构之Bi0.4 Sb1.6Te3热电复合材料粉末,再利用真空热压成型技术将此热电复合材料粉末制备成p-type晶棒/Bi0.4Sb16Te3块材,热电性质量测显示所制备之Bi0.4Sb1.6Te3热电复合材料块材中,由于奈米相Bi0.4Sb1.6Te3粒子散布的目的是为了帮助声子的散射以降低道热率,而微米级Bi04Sb1.6Te3颗粒则形成电子传输的网络故可提升道电率,此道致p-type晶棒/40wt.％Bi04Sb1.6Te3块材具最佳的功率因子及最低的道热率,块材的最高ZT值出现在373 K的1.19.又其在400～495K的ZT值为1.0～1.1,因目前沒有任何其他Bi-Sb-Te材料在此范围有类似之高ZT值,故此p-type晶棒/40wt.％Bi0.4Sb1.6Te3块材在未来可望有极大之潛力,被用于制造在高温操作之热电元件装置.

摘要： 本文通过机械合金化及真空烧结制备了Fe-14Cr-2.5W-0.4Ti-xSi-0.35Y203合金，研究了烧结温度及Si含量对合金组织和性能的影响。研究结果表明:Si元素的添加能够显著提高14Cr-ODS铁素体钢的烧结密度,由未添加Si的82.5％～85％增加到91％～94％.添加3wt％ Si的14Cr-ODS铁素体钢1300°C烧结时室温力学性能最佳,抗拉强度达到653.36 MPa.其组织主要为基体+第二相,第二相均匀分布在基体之中,成分主要为富含Ti、Y、Si的复合氧化物.

摘要： 采用机械合金化及放电等离子烧结制备了W-2wt.％TiN复合材料,采用扫描电镜,显微硬度计,拉伸仪对其组织结构力学性能进行研究.研究表明,高能球磨有助于细化粉体,增大表面积和内部缺陷,提高烧结活性.可观察到烧结后TiN在钨基体中均匀分布,没有出现大面积团聚现象.经测量复合材料的致密度,显微硬度,极限抗拉强度为99％,855.6Hv,180.332MPa,而导热系数为55.93W/(m·K).

摘要： 利用机械合金化获得Bi85Sb15-xRex(其中x=2,3,4)纳米粉末,523K温度下分别采用5GPa高压烧结和50MPa等离子火花烧结(SPS)方法,合成了Bi85Sb15-xRex合金.测试了Bi85Sb15-xRex样品在80-300K温区的电导率和Seebeck系数,计算了材料的功率因子随温度的变化关系.结果表明:高压样品Bi85Sb11Re4的Seebeck系数在140K达到最大值-142.5μV/K,比SPS烧结样品在同温度下高出大约25％,功率因子在290K达到2.7×10-3W/(m·K2),实验结果表明:采用不同的制备方法可以有效地提高Bi85Sb15-xRex材料在低温下的热电性能.

摘要： 本发明涉及制造扩散合金化粉末的方法，该扩散合金化粉末由铁或铁基芯粉构成，该铁或铁基芯粉具有结合到该芯粒表面上的含Cu和Ni的成合金粉末的粒子，所述方法包括：提供能够形成含Cu和Ni的合金的粒子的整体成合金粉末，将该整体成合金粉末与芯粉混合，和在500-1000°C的温度在非氧化或在还原气氛中将该混合粉末加热10-120分钟的时间以将所述成合金粉末转化成含Cu和Ni的合金，从而使Cu和Ni合金的粒子扩散结合到铁或铁基芯粉的表面上。所述成合金粉末可以是Cu和Ni合金、在加热时形成Cu和Ni合金的氧化物、碳酸盐或其它合适的化合物。优选地，Cu和Ni总含量为最多20重量％，Cu和Ni成合金粉末的粒度分布使得D

摘要： 本发明涉及制造扩散合金化粉末的方法，该扩散合金化粉末由铁或铁基芯粉构成，该铁或铁基芯粉具有结合到该芯粒表面上的含Cu和Ni的成合金粉末的粒子，所述方法包括：提供能够形成含Cu和Ni的合金的粒子的整体成合金粉末，将该整体成合金粉末与芯粉混合，和在500-1000°C的温度在非氧化或在还原气氛中将该混合粉末加热10-120分钟的时间以将所述成合金粉末转化成含Cu和Ni的合金，从而使Cu和Ni合金的粒子扩散结合到铁或铁基芯粉的表面上。所述成合金粉末可以是Cu和Ni合金、在加热时形成Cu和Ni合金的氧化物、碳酸盐或其它合适的化合物。优选地，Cu和Ni总含量为最多20重量％，Cu和Ni成合金粉末的粒度分布使得D

摘要： 本发明公开了一种定量评价机械合金化制备NiCrAlY合金粉末合金化程度的方法：将NiCr合金粉末、纯Al粉末与Y

摘要： 本发明公开了一种机械合金化铜钨合金粉末的制备方法。本发明选用雾化铜粉和结晶钨粉作为原料，加入球磨介质，特别是挥发性有机溶剂作为球磨介质进行湿磨，湿磨使粉末晶粒细小，成分均匀，减少粉体被氧化的程度，有利于成形密度的提高；采用高球料比的机械合金化法，使钨颗粒在常温条件下通过高能碰撞镶嵌入铜颗粒中，形成过饱和固溶体合金粉末，最后去除球磨介质得到机械合金化铜钨合金粉末。该方法得到的钨铜合金粉末具有颗粒较大、成份均匀、成型能力优良，流动性能优良，易于成型，不易偏析等特点，而且工艺简单，易于操作。

摘要： 本发明公开涉及一种用机械合金化制造铜钨合金粉末的方法，该方法是将铜粉、钨粉配制好，放入球磨罐中，加入球磨介质和磨球，在有气氛保护或真空的球磨罐中球磨50‑100小时，球磨结束，静置，以使粉料和磨球充分冷却后取出粉末，即得到铜钨合金粉末。用这种制造方法获得的铜钨合金粉末晶粒细小、成分均匀、易于分散，并且工艺简单，易于操作。

摘要： 本发明公开了一种定量评价机械合金化制备NiCrAlY合金粉末合金化程度的方法：将NiCr合金粉末、纯Al粉末与Y

摘要： 本发明属于合金粉体制备技术领域，公开了一种机械合金化制备高熵合金粉体的方法，机械合金化制备高熵合金粉体的方法包括：获取微米级别的金属粉末，确定总重并按照摩尔质量比利用药匙、油纸、电子天平对获取的微米级别金属粉末进行称重；按球磨球不同粒径极配为1:2:1装入氧化锆罐中，并滴入适量无水乙醇，装入行星球磨机；设定行星球磨机参数，以300分钟为一时间间隔，一共球磨2400分钟；即可得到所述高熵合金粉体。本发明的机械合金化制备高熵合金粉体材料不受合金材料的熔点的限制，能够在很大程度上避免在熔炼过程中的成分偏析、缩松缩孔等不良因素。

摘要： 一种机械合金化制备高强度高塑性钨合金的方法，属于粉末冶金技术领域。原料采用钨粉和第二相陶瓷粒子，其中第二相陶瓷粒子的体积含量不小于3.0％。将钨粉与第二相粒子高能球磨破碎、混合处理，制备出第二相粒子掺杂均匀的纳米钨基粉末，将粉体成型后烧结，即可得到高强度高塑性钨合金。本发明制造工艺简单，所制备材料具有优异的加工硬化能力和高强高塑特征，相对密度不低于95.0％，甚至大于98.0％；晶粒尺寸小于3.0μm，甚至不超过2.0μm；室温压缩塑性大于20.0％，甚至可超过40.0％；室温压缩强度可超过3.0GPa，甚至超过5.0GPa，较传统钨合金提高2‑4倍；具有优异的热稳定性，在2000°C高温处理10h，平均晶粒尺寸不超过5.0μm，甚至小于3.0μm，仅为传统钨合金材料1/10‑1/5。

摘要： 一种高熵合金高出粉率机械合金化和烧结成形方法，涉及一种高熵合金机械合金化和烧结成形方法。本发明是要解决现有机械合金化方法制备高熵合金出粉率低的技术问题。本发明在步骤三中先不加过程控制剂进行高速球磨，再加入硬脂酸，继续球磨的机械合金化工艺方法，基本避免了粉末粘球粘罐的发生，大大提高了出粉率，出粉率可达到99.2％，粉末完全实现合金化，粉末细小。将制备的粉末进行真空热压烧结后可成形出块体Al0.8Co0.5Cr1.5FeNiCu高熵合金，合金的组织细小均匀。

摘要： 本发明公开的一种铜基表面铜钛合金涂层的制备及处理方法，通过机械合金化方法，将一定配比的铜、钛粉末涂覆于纯铜基体表面，经时效处理后强化其表面性能。本发明方法将铜、钛混合粉末通过机械合金化方法在铜基体表面并形成铜钛合金涂层，同时在磨球的撞击下发生加工硬化从而提高了铜基体表面的强度、硬度及耐磨性，而铜基体表面所形成的铜钛合金相对于基体铜具有较好的耐腐蚀性。经时效处理后铜基体表面的铜钛合金析出金属间化合物，产生析出强化效果，在保证材料一定导电性的同时，进一步提高了铜基体表面的强度、硬度及耐磨性，制备方法简单，成本低廉，具有广阔的应用前景。