Al-Mn准晶粉末的制取和研究

本文给出了Al-Mn准晶粉末的制取方法,并且对准晶粉末的形貌、成分、衍射特征和热稳定性能进行了研究。在Al-Mn合金系列中,合金成分和冷却速度对二十面体相的形成有很大影响,并且Mn含量在一定范围内增加,提高了二十面体相的热稳定性。实验结果表明,Al_(77.5)Mn_(22.5)合金在10~5～10~6K/s的冷却速度下,能够得到几乎完全的二十面体相的准晶粉末,这种粉末在673K下加热基本保持其亚稳结构。     

Al-Cr和Al-Cr-Mn合金系准晶粉末的制备和研究

文中给出了Al-Cr和Al-Cr-Mn合金系准晶粉末的制取方法,同时对准晶粉末的形貌、成分、衍射特征和热稳定性能进行了研究,并且采用计算机对高温衍射数据进行了处理,绘制了准晶动态相变图。结果表明,在Al-Cr和Al-Cr-Mn合金系列之中,合金成分和冷却速度对二十面体相的形成有很大影响,Al_(82)Cr_(18)和Al_(82)(Mn,Cr)_(18)在10~5～10~6K/s的冷却速度下,能够得到几乎完全的二十面体的准晶粉末。在Al-Cr合金中,随着Cr含量的增加,提高了准晶相的热稳定性,添加第三组元Mn,也能提高准晶相的热稳定性。     

合金成分和冷凝速率对Al-Mn合金中准晶相形成能力和热稳定性的影响(英文)

本文通过DTA和X射线衍射分析,研究了合金成分和冷凝速率对Al_(100-x)Mn_x(x=12.5,13.5,15.75,17.7,20.6和22.3at%)合金中准晶相形成能力和热稳定性的影响。结果表明:当Mn<16at%,准晶二十面体相的形成能力随合金锰含量的增加而增强,当Mn>16at%,合金中出现准晶十边形相,从而削弱了二十面体相的形成能力,当Mn>22at%,二十面体相几乎被完全抑制。准晶十边形相的形成能力随合金锰含量增加而不断增强。提高冷凝速率会增强二十面体相的形成能力。准晶二十面体相和十边形相的晶化温度均随合金锰含量增加而升高,但受冷凝速率的影响很小。     

快速凝固Al-Mn-Cu合金中准晶相的研究

采用X射线衍射、透射电镜(TEM)和差热分析(DTA)等手段在快速凝固A_(66)Mn_(14)Cu_(20)合金中发现一个二十面体相。这个相的选区电子衍射花样显示出准晶体结构的五次对称性。X射线能谱分析结果表明它是一个成分为Al_(11)Mn_3Cu_6的三元相。差热分析结果反映出这个准晶相有很高的热稳定性。以20K/min的速度加热时,这个相的晶化峰值温度为818K,其转变激活能约为405.7kJ/mol。     

熔态急冷合金准晶Ⅰ相的形成

TEM和SEM观察表明,熔态Al_(86)Mn_(14)合金急冷时形成的二十面体准晶相,存在大量精细的亚结构;准晶体因形成时的熔体冷却速率的高低,可具有“菊花”状或规则枝晶状的形态,它们都是分形结构且分形维数相近,提出了一种基于熔体中二十面体相小颗粒无规扩散和聚集过程的准晶体形成模型,据此模型进行的计算机模拟计算得到的准晶体生长图形,其形态特征与分形维数都与实验观察结果基本相符。     

急冷Al_(86)Mn_(14)合金准晶相晶化的研究

1 引言近几年发现的急冷Al-Mn合金中的准晶态是一种热力学亚稳态,加热时,会向自由能较低的晶态转变。准晶态的晶化行为,与其成份和结构的短程序及长程序密切相关。有关二十面体准晶相(I相)晶化的工作已有一些报道,我们用差示扫描量热法(DSC)、X光衍射和原位加热电镜观察等技术对急冷Al_(86)Mn_(14)合金中准晶态的晶化进行了研究,得到了一些新的结果,并依此作初步的讨论。     

组分对机械合金化Al-Cu-Fe准晶形成的影响

采用机械合金化附加后续的热处理工艺,制备了2个系列不同组分的Al-Cu-Fe合金粉末,使用X射线衍射(XRD)结构分析技术研究一定的球磨时间及退火条件下粉末组分对准晶形成的影响.研究结果表明,Al-Cu-Fe二十面体准晶的形成对原始混合粉末的组分很敏感,在相同的球磨时间及退火条件下,Al70Cu20Fe10是形成准晶的最佳组分.     

细晶Mo-40%Cu合金的烧结性能

采用溶胶—喷雾干燥—煅烧—氢还原工艺制取纳米晶Mo-40%Cu(质量分数)复合粉末,并利用该粉末制备具有优良物理力学性能的细晶Mo-40%Cu合金。研究烧结温度、时间对合金性能的影响,检测合金的物理力学性能,分析合金的显微组织与断口形貌特征。研究结果表明:采用该法制取的纳米晶Mo-40%Cu复合粉末烧结活性高,其成形压坯在1 050～1 100℃于H2气氛中烧结保温60 min即可实现材料的快速致密化,合金的相对密度可达到98%以上,最大拉伸强度和伸长率分别为630 MPa和6.97%,且组织晶粒细小(平均粒径小于1μm)。     

准晶态的获得与显微结构

准晶态是一种具有准周期结构,但没有平移对称性的新物质态,它具有明显的长程二十面体对称性和有序性,并存在晶体结构析不允许出观的五次对称轴。准晶态是近两年才出现的新材料,它引起了国内外科学界的关注。本文介绍了准晶样品Al_6Fe,Al_6Cr的制备,并介绍了用德拜法摄制衍射谱,但所摄谱线很弱。在实验允许的误差范围和所用仪器精确度范围内,Al_6Cr和Al_6Cr准晶的驰豫没有被观测到。最后对实验结果作了讨论:①准晶态的晶化过程是一个随温度升高而发生不连续质变的过程。②日前发现的准晶物质,都是铝同第四周期的过渡族元素构成合金。③准晶态是正常相急骤冷却,在某些区域产生过度密集和畸变而形成,只能在正常相和二十面体的混合相中才可能看到准晶的存在。④各种准晶在晶化时,晶化温度是不相同的。⑤冷却速度必须大到一定程度,但又不能太大,否则不能制得令人满意的准晶。⑥准晶的密度和各种不同的材料是密切相关的。⑦准晶物质脆性极大,硬度不太高,从热学性质来说晶化温度也较低,并且它很难同正常相分离开来。     

Al-Cu-Fe-Mn,Al-Cu-Fe-Cr和Al-Cu-Fe-Cr-Mn多元系准晶的制备

著者提出了一项配制新型准晶系列的成分加和原则,根据这个原则配制合金,并且采用快速冷凝制得了Al-Cu-Fe-Mn,Al-Cu-Fe-Cr和Al-Cu-Fe-Cr-Mn系合金粉末。通过对所得合金粉末进行XRD,DTA,HXRD和TEM等仪器的测试结果表明,Al-Cu-Fe-Mn,Al-Cu-Fe-Cr和Al-Cu-Fe-Cr-Mn均为新的多元素准晶。文章还对三种准晶系的热稳定性及准晶相加热时相结构转变进行了研究。     

Fabrication and characterization of nanocrystalline Al/Al12（Fe,V）3Si alloys by consolidation of mechanically alloyed powders

The aim of this study was to produce bulk nanocrystalline Al/Al12（Fe,V）3Si alloys by mechanical alloying （MA） and subsequent hot pressing （HP） of elemental powders. A nanostructured Al-based solid solution was formed by MA of elemental powders for 60 h. After HP of the as-milled powders at 550℃ for 20 min, the Al12（Fe,V）3Si phase was precipitated in a nanocrystalline Al matrix. Scanning electron microscopy （SEM） images of the bulk samples represented a homogeneous and uniform microstructure that was superior to those previously obtained by rapid solidification-powder metallurgy （RS-PM）. Nanostructured Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si and Al-11.6Fe-1.3V-2.3Si alloys ex-hibited high HV hardness values of～205 and～254, respectively, which are significantly higher than those reported for the RS-PM counter-parts.     

制备Ti-Al基合金的粉末冶金新工艺

本文设计了一种制备 Ti-48A1-2Cr-2Nb(at％)合金的粉末冶金方法。首先采用非自耗电弧熔炼炉炼制出较脆的富铝 Ti-54 A1-2.25 Cr-2.25 Nb(at％)合金,然后机械破碎成—200目的粉末。在合金粉末中按比例加入—200目Ti粉,调到所需成分。混合粉末首先经CIP成形,然后经HIP固结成致密体。后续热处理使成分均匀和获得理想的微观组织。本文还重点研究了后续热处理工艺对合金的微观组织与力学性能影响。     

高熵合金及其相关复合材料的粉末冶金综述

High-entropy alloys (HEAs) have attracted increasing attention because of their unique properties, including high strength, hardness, chemical stability, and good wear resistance. Powder metallurgy is one of the most important methods used to fabricate HEA materials. This paper introduces the methods used to synthesize HEA powders and consolidate HEA bulk. The phase transformation, microstructural evolution, and mechanical properties of HEAs obtained by powder metallurgy are summarized. We also address HEA-related materials such as ceramic–HEA cermets and HEA-based composites fabricated by powder metallurgy.     

Archimedean-like tiling on decagonal quasicrystalline surfaces

Monolayers on crystalline surfaces often form complex structures with physical and chemical properties that differ strongly from those of their bulk phases. Such hetero-epitactic overlayers are currently used in nanotechnology and understanding their growth mechanism is important for the development of new materials and devices. In comparison with crystals, quasicrystalline surfaces exhibit much larger structural and chemical complexity leading, for example, to unusual frictional, catalytical or optical properties. Deposition of thin films on such substrates can lead to structures that may have typical quasicrystalline properties. Recent experiments have indeed showed 5-fold symmetries in the diffraction pattern of metallic layers adsorbed on quasicrystals. Here we report a real-space investigation of the phase behaviour of a colloidal monolayer interacting with a quasicrystalline decagonal substrate created by interfering five laser beams. We find a pseudomorphic phase that shows both crystalline and quasicrystalline structural properties. It can be described by an archimedean-like tiling consisting of alternating rows of square and triangular tiles. The calculated diffraction pattern of this phase is in agreement with recent observations of copper adsorbed on icosahedral Al(70)Pd(21)Mn(9) surfaces. In addition to establishing a link between archimedean tilings and quasicrystals, our experiments allow us to investigate in real space how single-element monolayers can form commensurate structures on quasicrystalline surfaces.     

工艺因素对煤矸石莫来石化的影响

以天然煤矸石为原料采用粉末烧结法制备莫来石,利用XRD、SEM对烧成试样进行表征,并检测其显气孔率及体积密度,分析原料粒度和烧成温度等工艺因素对所制莫来石的致密化程度、物相组成以及显微结构的影响。结果表明,煤矸石粉料的粒度越小,大小越均匀,烧成试样的致密化程度就越高;烧成温度达到1250℃时试样中有莫来石相生成,烧成温度超过1500℃后,试样中主晶相为莫来石,但试样体积密度低,显气孔率高;在1600℃×3h的烧结条件下可获得体积密度为2.81g/cm3、显气孔率为6%的压块烧成莫来石,其中柱状自生长莫来石晶体呈交织网络状结构分布,晶粒大小为5~14μm。     

粉体特征对选区激光熔化Al-Si合金成型性能的影响

以Al-12Si、Al-10SiMg、Al-7SiMg、Al-5Si 4种Al-Si合金粉体为研究对象,分别对其颗粒形貌、粒径分布和流动性等物理性能进行了表征。在不同的工艺条件下进行了选区激光熔化（SLM）成型试验,获得了优化后的SLM工艺参数,并对成型后样品的致密度、微观形貌和断口形貌等特征进行了分析,系统研究了颗粒大小、形貌和分布等粉末特征对SLM成型性能的影响规律。结果表明,SLM成型过程中,粉体的颗粒形貌、分布以及流动性等物理特征对材料的成型性能影响很大。粉体的球形度、流动性越好,粒径分布越窄,SLM成型后样品的致密度越高,微观形貌中缺陷越少,成型性能越好。     

Al-Mn准晶Ⅰ相的热力学特性函数与结合能

通过ＤＳＣ测量和Ｘ光衍射定量相分析，研究了Ａｌ－Ｍｎ准晶二十面体相（Ⅰ相）晶化转变 的热力学；在一定的近似条件下，定量地得到了准晶Ⅰ相的结合能以及Ｇｉｂｂｓ自由能．