烧结工艺对TiB2增强铜基复合材料性能的影响

利用机械合金化Ｃｕ（Ｔｉ,Ｂ）过饱和固溶体在真空加压烧结炉中进行加压烧结,制备了ＴｉＢ２增强铜基复合材料,对ＴｉＢ２增强铜基复合材料烧结工艺和性能的研究结果表明：ＴｉＢ２增强铜基复合材料的最佳烧结工艺是烧结温度为８９０℃,烧结压强为５０ＭＰａ,保温和加压时间为２．５ｈ,ＴｉＢ２增强铜基复合材料的硬度随ＴｉＢ２含量的增加有所提高,导电率随ＴｉＢ２含量的增加有所下降,软化温度基本保持在９００℃左右。     

氧化物陶瓷与Ag－Cu－Ti钎料的界面反应

研究了氧化铝和氧化铬陶瓷真空钎焊时陶瓷与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料合金的界面反应，分析了加热温度（１０７３～１３２３Ｋ）和保温时间（０～３．６ｋｓ）对界面反应的影响规律，扫描电镜和Ｘ射线衍射分析结果表明：两种陶瓷均与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金发生反应，反应层厚度随着温度和时间的增加而增加，对于氧化铝陶瓷，低子１１２３Ｋ时，反应产物为Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ和ＡｌＴｉ；在１１７３Ｋ以上温度时反应产物则为Ｔｉ２Ｏ、ＴｉＯ和ＣｕＴｉ２，此时，反应层是按Ａｌ２Ｏ３／Ｔｉ２Ｏ＋Ｔｉ０／Ｔｉ２Ｏ＋ＴｉＯ＋ＣｕＴｉ２／ＣｕＴｉ２／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布，对于氧化锆陶瓷，在整个试验温度范围，反应产物均为γ－ＡｇＴｉ３和δ－ＴｉＯ，反应产物也是按ＺｒＯ２／δ－ＴｉＯ／δ－ＴｉＯ＋γ－ＡｇＴｉ３／γ－ＡｇＴｉ３／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布的．     

氧化物陶瓷与Ag—Cu—Ti钎料的界面反应

研究了氧化铝和氧化锆陶瓷真空钎焊时陶瓷与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料合金的界面反应，分析了加热温度（１０７３－１３２３Ｋ）和保温时间（０－３．６ｋｓ）对界面反应的影响规律。扫描电镜和Ｘ射线分析结果表明：两种陶瓷均与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金发生反应，反应层厚度随着漫画度和时间的增加而增加，对于氧化铝陶瓷，低于１１２３Ｋ时，反应产物为Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ和ＡｌＴｉ；在１１７３Ｋ以上温度时反应产物则为Ｔｉ２Ｏ，ＴｉＯ和Ｃ     

扩散温度对Cu－Sn粉末压制与烧结性能的影响

热扩散法是制取部分合金化Ｃｕ－Ｓｎ粉末的途径之一，作者研究了扩散温度对Ｃｕ－Ｓｎ粉末压制与烧结性能的影响，实验结果表明，Ｃｕ－Ｓｎ粉末的压实性及烧结胀大现象，都随着扩散温度的提高而降低，Ｃｕ粉颗粒越粗，获得具有相同烧结性能的Ｃｕ－Ｓｎ粉末的扩散温度越高。     

机械活化Mo—Cu粉末的烧结

研究了Ｍｏ－Ｃｕ粉末，经机械活化处理后的组织、形态与液相烧结性能、合金组织的关系。实现结果表明：一定时间活化处理，Ｍｏ－Ｃｕ粉末形成机械合金化初期的层状组织、其压坯可在较低温度液相烧结，合金相对密度大于９９％，组织细小、均匀。     

机械活化Mo－Cu粉末的烧结

研究了Ｍｏ－Ｃｕ粉末，经机械活化处理后的组织、形态与液相烧结性能、合金组织的关系，实验结果表明：一定时间活化处理，Ｍｏ－Ｃｕ粉末形成机械合金化初期的层状组织，其压坯可在较低温度液相烧结，合金相对密度大于９９％，组织细小、均匀。     

过渡塑性相工艺制造Ti-B-C复合陶瓷材料

给出了以ＴｉＨ２和Ｂ４Ｃ为原料通过过渡塑性相工艺（ｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｌａｓｔｉｃｐｈａｓｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）制备Ｔｉ－Ｂ－Ｃ复合陶瓷材料的方法。同时进行了ＴｉＨ２－Ｂ４Ｃ体系和Ｔｉ－Ｂ４Ｃ体系的对比实验，结果表明，ＴｉＨ２在８００℃以下分解获得高性能的Ｔｉ粉和Ｂ４Ｃ发生了如下反应：（３＋ｘ）Ｔｉ＋Ｂ４Ｃ→２ＴｉＢ２＋（１＋ｘ）ＴｉＣ１１＋ｘ（０≤ｘ≤１）。在相同条件下以ＴｉＨ２作为过渡塑性相的ＴｉＨ２－Ｂ４Ｃ体系比Ｔｉ－Ｂ４Ｃ体系具有优越的烧结性能，在１６００℃时热压烧结４ｈ可以获得高性能的ＴｉＢ２－ＴｉＣｘ复合陶瓷材料（断裂韧性为７．７ＧＰａｍ１／２，抗弯强度为７６５ＭＰａ）。还利用Ｘ衍射和扫描电镜对这种材料的显微结构进行了研究。     

AlEt_2Cl／t－BuCl引发α－蒎烯阳离子聚合

考察了ＡｌＥｔ_２Ｃｌ／ｔ－ＢｕＣｌ引发体系的α－蒎烯阳离子聚合反应行为。结果表明，ＡＩＥｔ_２Ｃｌ单独不能引发α－蒎烯聚合，与ｔ－ＢｕＣｌ复合后才具有引发活性，其引发活性随ｔ－ＢｕＣｌ／ＡｌＥｔ_２Ｃｌ的不同而变化，质谱分析表明α－蒎烯聚合产物中存在ｔ－ＢｕＣｌ残基（ＣＨ_３）_３Ｃ，证明ｔ－ＢｕＣｌ参与了链的引发反应。进一步实验还表明，ｔ－ＢｕＣｌ与ＡｌＥｔ_２Ｃｌ相互作用除生成活性物质ＢｕＡｌＥｔ_２Ｃｌ_２外，还有烷基化的产物ＡｌＥｔＣｌ_２，ＡｌＣｌ_３生成，聚合反应条件及引发剂加料方式对α－蒎烯转化率及聚合产物组成都有影响。     

原材料特性对 SiC-TiB_2 复合陶瓷性能的影响

以微米级α－ＳｉＣ粉为原料,用常压烧结法制备ＳｉＣ－１５％ＴｉＢ２（体积分数）复合陶瓷．研究了原材料特性如烧结助剂种类、增韧相类型和原料ＳｉＣ粉粒度对材料性能和显微组织的影响．结果表明,Ａｌ－Ｂ－Ｃ是ＳｉＣ－ＴｉＢ２复合陶瓷的有效烧结助剂．用它为助剂制备的陶瓷其相对密度和抗弯强度高于以Ｂ－Ｃ,Ａｌ－Ｃ和Ｓｉ－Ｃ为助剂的ＳｉＣ陶瓷．与纯ＴｉＢ２粉末相比,以ＴｉＢ２－ＳｉＣ复合粉为增韧相的复合陶瓷性能改善,且抗氧化性较好．ＳｉＣ原料粉末的粒度是影响ＳｉＣ可烧结性最重要的因素．粒度愈细,ＳｉＣ陶瓷的相对密度和抗弯强度愈高．     

机械合金化制备WC—Co纳米硬质合金

本文利用机械合金化技术研究了ＷＣ－Ｃｏ的合金化过程,成功地制备出纳米ＷＣ－Ｃｏ合金粉末,通过真空烧结成型工艺获得了平均晶粒度小于２００ｎｍ的ＷＣ－Ｃｏ硬质合金,其硬度达到１７．４ｋＮ／ｍｍ２,烧结密度为１０．９ｇ／ｃｍ３．对纳米ＷＣ－Ｃｏ粉末的烧结工艺作了初步探讨,通过添加少量的ＶＣ能有效地抑制烧结过程中晶粒的长大．     

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.     

粉末冶金法制备混杂增强铜基复合材料的增强体竞争析出行为研究

Copper matrix composites reinforced by in situ-formed hybrid titanium boride whiskers (TiB_w) and titanium diboride particles (TiB_2p) were fabricated by powder metallurgy. Microstructural observations showed competitive precipitation behavior between TiB_w and TiB_2p, where the relative contents of the two reinforcements varied with sintering temperature. Based on thermodynamic and kinetic assessments, the precipitation mechanisms of the hybrid reinforcements were discussed, and the formation of both TiB_w and TiB_2p from the local melting zone was thermodynamically favored. The precipitation kinetics were mainly controlled by a solid-state diffusion of B atoms. By forming a compact compound layer, in situ reactions were divided into two stages, where Zener growth and Dybkov growth prevailed, respectively. Accordingly, the competitive precipitation behavior was attributed to the transition of the growth model during the reaction process.     

Mo2 NiB2基金属陶瓷的制备与性能

采用单质硼粉、镍粉和钼粉结合反应硼化烧结法制备了Mo2 NiB2基金属陶瓷,研究了Mo2 NiB2基金属陶瓷在烧结过程中的物相转变和尺寸变化以及烧结温度和保温时间对其力学性能和显微组织的影响.结果发现：随着烧结温度升高,材料物相逐渐由单质相变为二元硼化物相和三元硼化物相,并且材料的尺寸先发生细微收缩,再在硼化反应过程中逐渐增加,最后在液相烧结过程中逐渐减小;随着烧结温度升高,Mo2 NiB2基金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增加后减小,在1290℃达到最大,分别为1346.5 MPa和83.7 HRA,并且硬质相颗粒逐渐粗化;保温时间对材料性能的影响与烧结温度一致,但在保温30 min时抗弯强度最大(1453.3 MPa),保温60 min时硬度最大(83.7 HRA).     

TiH2粉末制备钛合金的烧结脱氢规律及工艺

 以TiH₂粉末为原料,通过压制成型和烧结工艺制备粉末钛合金,不同于传统钛粉末冶金方法。通过热分析和热膨胀技术研究不同球磨粒度TiH₂粉末的脱氢和收缩规律,以此入手研究了TiH₂粉末压坯和TiH₂-Al-V粉末压坯的烧结致密特性,以及影响烧结过程的主要工艺因素,包括烧结温度、烧结时间、升温速率、压坯密度、压坯成型方式、合金体系,并对烧结组织进行了分析。结果表明,TiH₂粉末球磨后脱氢温度降低,粉末越细,开始温度越低。TiH₂粉末压坯在烧结过程中脱氢后获得新鲜钛,其易发生黏接并引起α-Ti的强烈收缩,这时烧结体很容易致密,并获得相对密度大于99%坯体;相比之下,TiH₂-Al-V粉末压坯烧结时因为合金元素的溶解,不如纯TiH₂粉末压坯的烧结容易致密。TiH₂-Al-V粉末经过成型、烧结脱氢可获得典型的层片状α+β钛合金组织,合金元素分布均匀。     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

Sintering mechanism of Cu-9Al alloy prepared from elemental powders

The sintering behavior of Cu-9Al alloys prepared from die pressing of elemental powders was investigated. The experimental results and kinetic analysis showed the formation of three consecutive layers of Al₂Cu, Al₄Cu₉, and AlCu phases, with Al₂Cu appearing first in the initial solid phase sintering stage. A liquid phase formed in the intermediate stage, resulting from the eutectic reaction between Al and Al₂Cu phases at 500 °C, which is 47 °C lower than the equilibrium reaction temperature. Swelling occurred when the liquid phase infiltrated the gaps between the copper particles, leaving pores at the original sites of Al particles and Al₂Cu. In the final stage of sintering, the Al-rich phases (Al₂Cu and AlCu) transformed to Al-poor phases (Al₄Cu₉ and α-Cu) in the temperature range of 500–565 °C. Al₄Cu₉ and α-Cu then transformed to AlCu₃ (β) above the eutectoid reaction temperature (565 °C), whereas AlCu₃ transformed to α-Cu and eutectoid phases (α-Cu + Al₄Cu₉) during cooling. The pure copper transformed to AlCu₃, and the pore volume decreased at 1000 °C. The microstructure study helps manipulate precisely the sintering process of Cu-Al alloys and optimize the microstructure with a high dimensional accuracy.     

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.     

钛精粉氧化过程中物相转变

采用热重分析和恒温实验法研究了攀枝花钛精粉氧化过程中相的存在形式及其转变规律.X射线衍射结果和微观形貌分析表明:温度低于500℃,钛精粉未发生氧化反应;600℃时产生Fe2Ti3O9和TiO2相,其和原相Fe2O3相衍射峰强度均随温度的升高而增强;900℃时,Fe2Ti3O9相完全转变为Fe2TiO5相,且随温度的升高,TiO2相和Fe2O3相衍射峰强度逐渐减弱;在整个氧化过程中存在四个化学反应,其与烧结作用相互关联,使得氧化产物表面形成较多孔隙,变得凹凸不平且疏松.     

多晶MgB2相形成中纳米尺寸硼粉的作用

原料硼粉在MgB2相形成中的作用已经利用原位高温电阻率(HT-ρT)的测量技术进行了研究.MgB2相形成中的起始转变温度Tonset和相转变完成温度TPF在完成了的热处理过程中已直接确定了.用纳米硼粉和镁粉制备MgB2样品(简称为NanoB-MgB2)时的Tonset和TPF这2个温度值分别是440和 490 ℃,类似于用微米硼粉和纳米镁粉制备MgB2样品(简称为MicroB-MgB2)的情况.这表明MgB2相形成的温度并不特别依赖于硼粉的尺寸.另外,烧结温度的上极限TN是750 ℃,在此温度下NanoB-MgB2样品的超导电性将丧失.此温度远低于用微米硼粉和毫米尺寸的镁粉制备的MgB2样品(简称为DM-MgB2)的TN= 980 ℃.把直接在650 ℃＜T N,烧结的样品与先在750 ℃下烧结,之后又再次重磨和处理后,并于富镁的环境中在650 ℃下再烧结处理的样品相比较,观察到了MgB2的不可逆的晶体结构转变.     

微乳液辅助室温湿固相法制备纳米氧化锆及其表征

通过微乳液介质的辅助,以室温湿固相法成功制备了纳米氧化锆粉体,考察了微乳液、球磨速度和热处理温度对产物氧化锆的物相及粒径的影响;用X-射线衍射对产物的物相构成进行了分析,以透射电子显微镜观察了产物的粒径和形貌。结果表明:借助微乳液油相介质,利用室温湿固相法以150r/min的球磨速度,经过2 h研磨,并对球磨产物进行500℃、2h的热处理,能够获得粒径约为40nm的四方相氧化锆粉体。