机械合金化过程中Fe-C化合物的微结构、磁性和热性能研究

对一定原子配比的Fe—C混合粉末进行高能球磨．研究了不同球磨时间(t＝60、120、180、255h)样品的微结构、磁性和热性能．结果表明，球磨过程中样品结构发生了变化，当t＝180h时，有新相FesC2生成．当t＝255h时，已形成FesCz单相化合物．随球磨时间的增加，样品的晶粒尺寸减小，晶格常数和晶格畸变增大．随着FesC2含量的增加，样品的比饱和磁化强度σs减小，矫顽力Hc和剩磁σr增加，材料由软磁性向硬磁性转变．热分析表明，金属间化合物FesC2具有很好的热稳定性及化学稳定性．     

晶粒尺寸和热处理对Sm2Fe17N3/Fe3N/BN软磁/硬磁复合材料的合成及磁性能影响

采用高能球磨和真空热处理方法制备Sm2Fe17N3/Fe3N/BN复合材料, 并研究球磨过程中晶粒尺寸变化对固态相变和磁性能的影响.  结果表明: Sm2Fe17N3和Fe3N相产生的条件是Fe的晶粒尺寸达到纳米量级（D＜80 nm）并形成Fe(Sm)固溶体; 随着退火时间的增加, 300 ℃真空退火的球磨样品中Sm2Fe17N3的结晶物增多, 矫顽力提高, 表明样品的磁性能与Sm2Fe17N3的结晶程度有关.     

高能球磨Ti/Al复合粉固相反应烧结工艺

采用金相和能谱方法对Ti、Al箔的固相扩散反应行为进行了研究,建立了TiAl3相层厚度生长的计算公式.并在此基础上,探讨了球磨Ti/Al复合粉的两步固相烧结工艺.研究表明:两步固相烧结法可有效抑制烧结引起的粉末体变形,获得具有典型显微组织的致密烧结材料;尽管延长低温预烧时间可获得由TiAl与Ti3Al组成的热稳定性较好的组织,但组织致密度偏低,为了获得高致密的TiAl合金,仍需后续高温烧结.实验还表明,高能球磨促进了TiAl基合金组织细化,且球磨时间越长烧结组织晶粒越细小;双态组织中的层片组织含量随球磨时间延长而增加,但长时间球磨由于非晶化的出现又会引起层片组织含量下降.     

AlTiCrN涂层结合界面组织特征与结合性能

以Ti、Al和Cr为靶材,采用阴极离子镀在YT14硬质合金刀具表面制备一层AlTiCrN涂层,通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了其表面和界面形貌、化学元素组成和物相,并用线扫描和面扫描研究了涂层中化学元素在结合界面处扩散机理. 用划痕法表征其界面层结合强度,对界面结合机理进行了讨论. AlTiCrN涂层的物相主要以AlN、CrN和TiN为主,涂层在(111)晶面具有很强的择优取向. 涂层中Al、Ti、Cr和N原子数分数高于基体,在结合界面处呈阶梯状过渡分布,基体中C原子扩散进入TiN、AlN和CrN晶格点阵中,形成明显的扩散层. 涂层结合界面为机械﹢扩散形式,其结合方式主要是由吸附结合、扩散结合和化合结合方式组成. 划痕过程中涂层经历弹性变形、塑性变形和涂层剥离三个阶段,界面结合强度为59. 2 N.     

机械球磨中Fe与BN反应形成Fe-N合金的结构表征及其磁性

以六方氮化硼（h-BN）为氮源, 利用机械球磨Fe和h-BN的方法制备Fe-N非晶和六方结构ε-Fe_xN 合金, 估算ε-Fe_xN合金中N含量随球磨时间的变化, 并研究两种合金在球磨过程中的形成机制和结构转变规律. 利用Mossbauer谱和振动样品磁强计对Fe-N非晶和ε-Fe_xN合金的磁性进行表征, 得到了ε-Fe_xN合金磁性能随N含量的增加由铁磁转变为顺磁的变化规律, 并阐明了样品的矫顽力随球磨时间变化的规律和机制.      

高能球磨对TiC0.5/Cu(Al)复合材料组织和性能的影响

以Ti2AlC和Cu粉作为原料,分别采用滚筒球磨和高能球磨对原料粉进行预混处理,在1 150℃下原位热压反应制备了TiC0.5/Cu(Al)复合材料.实验结果表明,Al从Ti2AlC溶出进入Cu中,Ti2AlC分解并转变成TiC0.5相,然而滚筒球磨制备的复合材料中生成少量AlCu2Ti相.通过对原料粉高能球磨处理,制备后的复合材料AlCu2Ti相消失,细小的TiC0.5颗粒均匀分布于基体中.两种不同方法制备的复合材料的弯曲强度和维氏硬度试验结果表明,高能球磨工艺能提高TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度,同时维氏硬度略有降低.其中,高能球磨处理后制备的27％ TiC0.5/Cu(Al)复合材料的弯曲强度达到981 MPa,维氏硬度为2.43 GPa.     

高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体.粉体球磨60 h后在900℃保温3 h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系.X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1 150～1 200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1 200℃时,样品为Mg4Nb20g纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1 200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22 g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1 200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5 μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164 GHz,τ=-56.69×10-6/℃.实验结果表明.高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1 200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料.     

Co含量对Fe_(1-x)Co_x-SiO_2纳米合金颗粒体晶体结构和磁性的影响

利用溶胶法制备了Fe1-xCOx-SiO2纳米颗粒体材料，并首次利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和振动样品磁强计（VSM）研究了这种材料中Co含量（占Fe-Co合金的原子百分比）对晶体结构和磁性的影响．结果表明，样品中Fe-Co合金微粒的晶体结构与Co含量的关系和大块Fe-Co合金相似;合金微粒的比饱和磁化强度随Co含量的变化规律与粉状纯Fe-CO合金相似．     

Nd60Fe30-xZrxAl10(x=5,10,15,20)合金的制备及磁性能研究

分别采用电弧熔炼和机械合金化法制备Nd60 Fe30-xZrxAl10（x=5,10,15,20）晶态和纳米非晶态合金,并利用X射线衍射仪、振动样品磁强计等对制备的晶态合金和纳米非晶态合金的结构及其磁性能进行分析,研究Fe和Zr相对含量的变化对合金相的组成及磁性能的影响.结果表明：Nd60 Fe30-xZrxAl10（x=5,10,15,20）合金晶态及纳米非晶态合金均显示软磁性;对于晶态样品,随着Zr含量的增加,样品的磁化强度逐步降低;对于纳米非晶态合金,随着Zr含量的增加,合金的饱和磁化强度降低;相同成分的纳米非晶态合金的饱和磁化强度高于相应的晶态合金的饱和磁化强度.Nd60Fe20Zr10Al10混合粉末球磨100 h后达到了完全非晶化,说明Nd60 Fe20Zr10Al10有较好的非晶形成能力.     

Al3Ti及其L12型变异合金的制备

以Al、Ti、X（X=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等）高纯度粉末为原料，以高能球磨机和真空热处理炉为设备，将原料按Al3Ti或Al3Ti—X合金化学计量比配合，添加少量过程控制剂，适当控制转速、球料比，磨球直径等球磨工艺参数，在氩气保护下球磨30h后，在真空热处理炉中经过600～800℃低温热处理，成功制备出了Al3Ti及其L12型变异合金。该方法制备的合金纯度可达95％以上，而且简单易行，经济高效。可望实现Al3Ti合金的工业化生产。     

机械合金化Fe30Cu70二元体系的局域结构研究

利用XAFS和XRD技术,研究机械合金化方法制备的Fe30Cu70二元体系的局域环境结构随球磨时间的变化,当球料比为40：1时,球磨5h,XRD结果表明,bcc结果αFe相的衍射峰几乎消失,只有fcc结构Fe30Cu70合金相的衍射峰存在,随着球磨时间的增加,fcc结构Fe30Cu70合金相的晶格略有膨胀,且晶格参数逐渐增大,XAFS结果显示：在机械合金化过程中,Fe30Cu70样品的Fe原子的近邻结构与Cu原子的近邻结构有不同的变化规律,Cu原子周围的局域晶格结构受球影响不大,但Fe原子周围的局域晶格结构形变较大,其无序度随时间增加而明显增大,所以,机械球磨后形成的Fe30Cu70合金并不是组成均匀的过饱和固溶体,其中既有Cu原子浓度大于化学计量比的fcc结构Cu富集区,又有Fe原子浓度大于化学计量比的Fcc结构Fe的富集区。     

多元纳米相固态合金化机理研究

应用ＸＲＤ，ＴＥＭ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱等实验手段研究了ＴｉＦｅＮｉ元素混合粉在机械合金化过程中的固态合金化机理．测试了不同合金化时间的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱．结果表明，由于Ｎｉ元素的加入，ＴｉＦｅＮｉ的合金化过程与ＴｉＦｅ二元系中只有Ｆｅ扩散到Ｔｉ点阵中的合金化机理不同，出现了多种Ｆｅ原子过渡状态，这些过渡状态主要是Ｎｉ及Ｔｉ原子扩散到Ｆｅ点阵中形成的固溶体结构．在合金化过程完成后，最终形成Ｂ２结构的纳米晶相．     

机械合金化Fe40Ni40Si20纳米晶固溶体

机械合金化方法制备了Fe—Ni—Si三元系合金,利用X射线衍射仪研究了合金化过程中的 相变行为,计算了晶粒尺寸及微观应变。结果表明,经36小时球磨可形成α-Fe(bcc)和γ-Fe(fcc) 两相混合纳米晶固溶体;继续球磨,过饱和α相逐渐分解并向γ相转化,72小时后可得单相γ-Fe纳 米晶固溶体。球磨晶粒尺寸可达12 nm,微观应变随球磨时间先增加后减小。     

机械合金化Fe60Si40体系的XAFS研究

利用XAFS技术研究Fe60Si40二 元合金体系中Fe原子周围配位环境随球磨时间的变化,结果表明,球磨过程中,首先发生晶态α-Fe和Si的晶格较大的畸变和颗粒破碎,致使Fe和Si原子近邻配位的无序度增大,进而Si原子通过活化的界面向Fe晶格扩散,形成亚稳的Fe3Si和Fe5Si3替位固溶体。     

超低氧车轮钢中TiN夹杂析出的热力学分析及控制

通过对高速车轮钢中TiN夹杂物析出进行热力学分析,得到了车轮钢的液相线和固相线温度及1873K时Ti、N的活度.对TiN生成反应和钢中Ti、N溶度积进行了计算.结果表明:TiN只能在固相中生成,但在本车轮钢Ti、N含量下,固相中也没有TiN生成的条件,只有在钢液凝固前沿,由于Ti、N在两相区的富集,TiN夹杂物的生成反应得以进行.因此,在生产中,适当提高连铸二冷的冷却速率,使钢液快速凝固,减少凝固前沿Ti、N的富集时间,可减少纯TiN的析出.对本实验车轮钢中TiN夹杂的检测结果进行计算分析可知,在正常生产时铸坯冷却速率条件下,将钢中Ti的质量分数控制在3.5×10-5以下、N的质量分数控制在3.1×10-5以下,理论上可以消除TiN夹杂物的析出,改善车轮钢的疲劳性能,提高车轮的使用寿命.     

高能球磨Cu-Zr复合粉体的特性与压制烧结过程研究

文章介绍了采用高能球磨法制备Cu-Zr复合粉体,采用SEM、XRD等方法研究粉体的机械合金化过程,并进一步研究了其冷压成形和烧结过程.结果表明:随着球磨时间的延长,一部分Zr固溶到Cu中,形成Cu-Zr过饱和固溶体,另一部分则与铜生成铜锆金属间化合物;粉体由片状转变为近球状,显微硬度逐渐增加;当球磨超过15 h后,复合粉体硬化,为了得到某一密度的压坯,需要更高的压制压力.     

Effects of doping FeCl3 on hydrogen storage properties of Li-N-H system

The effects of doping FeCl_3 on the LiNH_2-2LiH system were investigated systematically. FeCl_3 was prior to react with LiH during ball milling their mixtures. The metallic Fe, which is generated from metathesis reaction between FeCl_3 and LiH, plays an important role on improving the dehydrogenation kinetics of LiNH_2-2LiH system. The results indicated that the dehydrogenation peak and ending temperatures of the doped 1 mol%FeCl_3 sample shifted to low temperatures, and the dehydrogenation active energy changed from 102.45 k J/mol to 87.52 k J/mol. While increasing the amount of FeCl_3, an excess of LiCl, the by-product of metathesis reaction between FeCl_3 and Li H, can stabilize LiNH_2 and thus hinder hydrogen desorption. The dehydrogenation product is a new solid cubic phase solution of lithium imide-chloride. The high limit of the solid solution of LiCl and Li_2NH is near the molar ratio of 1:1.     

Ti-Al系粉末机械合金化的热力学分析

参考Miedema半经验理论 ,建立了Ti -Al系机械合金化 (MA)过程的热力学模型 ,计算了合金呈有序金属间化合物、无序固溶体和非晶态的形成自由能。对Ti50 Al50 不同球磨时间MA粉末的X射线衍射 (XRD)结果进行了分析 ,验证了该热力学模型的正确性     

XAFS Study on Solid State Amorphization of Alloys by Mechanical Alloying

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｌｌｏｙｉｎｇ(ＭＡ)ｏｆｅｌｅｍｅｎｔａｌｐｏｗｄｅｒｍｉｘｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｉｌｌｉｎｇ (ＭＭ )ｏｆｉｎｔｅｒ ｍｅｔａｌｌｉｃｐｏｗｄｅｒｈａｖｅｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓａｓａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇａｍｏｒ ｐｈｏｕｓａｎｄｎａｎｏ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｌｌｏｙｓ[1～ 3 ] .ＸＡＦＳｍｅｔｈｏｄｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｕｓｅｄｆｏｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉ…