镀镍碳纳米管对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织与性能的影响

采用化学镀法对碳纳米管进行表面镀镍处理,再利用真空液相烧结法制备出以镀镍碳纳米管为增强体的Mo_2FeB_2基金属陶瓷复合材料,借助SEM、EDS、硬度计等研究了添加镀镍碳纳米管对Mo_2FeB_2基金属陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明,添加适量镀镍碳纳米管可细化Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织并控制其孔洞尺寸及数量,显著提高其硬度及断裂韧性。当镀镍碳纳米管添加量为0.5%时,所得试样的晶粒最为细小,晶粒尺寸大约为1.2μm,材料的力学性能最佳,其硬度和断裂韧性分别达到1228.4HV0.3及15.90MPa·m12,相应增韧机制为裂纹偏转、桥接增韧、撕裂棱增韧和微孔洞增韧。     

稀土Sm_2O_3对Mo_2NiB_2基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

以NiB、Mo、Cr、V、Ni等几种粉末为基本原料,并以稀土Sm_2O_3为添加剂,采用真空液相烧结法制备Mo_2NiB_2基金属陶瓷。利用XRD、SEM、EDS、洛氏硬度计和电子万能试验机等研究添加Sm_2O_3对Mo_2NiB_2基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加0.3%~0.9%的Sm_2O_3后,金属陶瓷晶粒明显细化,组织分布更加均匀,材料的硬度和抗弯强度也得到提高。当Sm_2O_3添加量为0.6%时,所得试样的晶粒最为细小,晶粒尺寸大致在0.8~3.0μm,材料的力学性能最佳,其硬度和抗弯强度分别达到HRA88.7和1550 MPa。     

球磨时间对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织和力学性能的影响

以Mo、FeB、Cr、Ni、Fe粉末以及少量的C粉为原料,采用行星球磨法对其球磨后烧结制备Mo2FeB2基金属陶瓷,利用扫描电镜观察球磨粉及其烧结试样的组织形貌,并测定烧结试样的孔隙度、硬度和抗弯强度,研究原料粉末球磨时间对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明,随着球磨时间的增加,粉末粒度逐渐变小,Mo2FeB2基金属陶瓷的孔隙度明显降低,其硬度和抗弯强度明显增大,晶粒也随之细化;球磨30h原料粉末所制Mo2FeB2基金属陶瓷的综合性能最优,其硬度(HRA)达到90.2,抗弯强度达到1850MPa。     

堆焊Mo-Cr-Fe-B合金覆层的组织及性能研究

采用自制Mo-Cr-Fe-B系药芯焊丝通过堆焊法在Q235钢基体表面制备覆层。借助光学显微镜、SEM、XRD、EDS、显微硬度计、磨损试验机等对覆层及结合界面的组织结构、物相、硬度分布及耐磨性进行了表征与分析,并研究了覆层堆焊成型的反应过程。结果表明,覆层主要由Mo_2FeB_2、M_3B_2(M:Mo、Cr、Fe)、Fe_2B、Fe(Cr、Mo)等相组成,覆层与钢基体结合良好,在覆层-钢基体界面结合处有元素的扩散,覆层硬度最高可达980HV0.5且耐磨性良好。     

等离子喷焊Mo-Fe-Cr-B合金覆层的组织性能研究

采用等离子喷焊法在Q235钢表面熔敷一层Mo-Fe-Cr-B合金覆层,借助光学显微镜、SEM、EDS、XRD、显微硬度计及电化学工作站等对该覆层的组织结构及性能进行表征分析。结果表明,Mo-Fe-Cr-B合金覆层组织由均匀分布的α-Fe、Mo_2FeB_2、(Mo,Cr,Fe)_3B_2和(Cr,Fe)7C3等相组成;覆层与Q235钢基体形成良好的冶金结合,在熔合线附近存在元素的相互扩散;覆层显微硬度最高可达871HV0.3,其为Q235钢基体硬度的4倍;覆层耐腐蚀性能强于Q235钢及Ni60覆层。     

Ti(C,N)基金属陶瓷烧结性能及其组织的研究

研究了温度与碳含量对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷烧结性能及组织的影响，研究结果表明：材料的抗弯强度对烧结温度最敏感，而密度、硬度、平均线收缩系数对烧结温度的敏感性依次递减；材料中碳粉含量增加时，会使其烧结温度明显降低，当添加量为２．２％时，金属陶瓷组织中会出现石墨相，使材料的抗弯强度下降．     

Al2O3对Mo-W-Co高温合金力学性能的影响

通过改变Mo-W-Co高温合金中Al₂O₃的含量,研究Al₂O₃对Mo-W-Co高温合金硬度和耐磨性能的影响.采用球磨、压制成形和真空烧结等工艺制备Mo-W-Co-Al₂O₃高温合金,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)对制备好的合金的相结构、形貌和粒度进行分析,并测试合金的硬度和耐磨性能.结果表明:添加Al₂O₃能提高Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能,当w_Al2O3为5%时,Mo-W-Co高温合金的硬度和耐磨性能达到最佳效果;在真空烧结时,Al₂O₃在合金中形成了γ-Al₂O₃相,是影响合金组织和性能的关键相.     

硅锰渣基CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系矿渣微晶玻璃晶化性能研究

以硅锰水淬渣为原料,添加石英砂对其成分进行调整,熔制出3种成分不同的硅锰渣基CaO-MgOAl2O3-SiO2系矿渣微晶玻璃,采用XRD、DSC、SEM对基础玻璃经不同温度热处理后的晶化特性进行研究。结果表明,随着原料中石英砂含量的增加,基础玻璃熔制温度与晶化温度均有所提升;当SiO2加入量为10%时,熔制的基础玻璃晶化完善,其在900℃时经3h晶化处理后可析出大量叶片状的透辉石相和钙长石相。     

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).     

超声波搅拌时间对原位自生Mg2Si/Al基复合材料凝固组织和力学性能的影响

为了研究铝基复合材料的凝固组织和力学性能,采用超声波搅拌的方法制备了原位自生Mg₂Si/Al基复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)分析其微观形貌,并通过硬度检测和拉伸试验测试其力学性能.结果表明:超声波搅拌不但能够细化初生Mg₂Si颗粒,改变凝固组织形貌,而且具有除气除杂功能,二者共同提高了Mg₂Si/Al基复合材料的力学性能;经过超声波搅拌的Mg₂Si/Al基复合材料与未经过超声波搅拌的Mg₂Si/Al基复合材料相比,抗拉强度与伸长率总体呈上升趋势,其断口形貌均为准解理面.在超声时间为40 s时,抗拉强度和伸长率达到最大值,分别为201 MPa和5.63%,相比未超声处理的Mg₂Si/Al基复合材料的抗拉强度和伸长率,分别增长了139.29%和178.71%;复合材料的硬度先升高后降低,超声作用时间为30 s时硬度最佳,为116.96(HB).     

多主元FeNiMnCr0.75Alx高熵合金微观结构和力学性能的研究

研究了合金中Al含量的增加对铸态FeNiMnCr_0.75Al_x（x=0.25，0.5，0.75，原子分数）高熵合金晶体结构及力学性能的影响。采用X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对合金的微观结构及形貌进行分析，采用维氏硬度计和MTS万能试验机测试合金的硬度和室温压缩性能。试验结果表明，铸态下，FeNiMnCr_0.75Al_x高熵合金均由bcc和fcc两种晶体结构的相构成。随着Al含量的增加，合金中bcc结构的相的相对含量逐渐增加，导致硬度和压缩屈服强度也随之升高，应变量降低；且Al含量的增加最终也促使合金中无序bcc结构的相逐渐转变为Ni：（Mn+Al）=1：1（原子分数比）型有序bcc结构的相。     

Microstructure and mechanical properties of Cr doped WCoB based cermets by spark plasma sintering and first principle calculation

WCoB based cermet is a potential hard alloy to replace WC-Co cermets with high hardness and corrosion resistance. WCoB based cermets with different Cr doping contents were fabricated by spark plasma sintering in liquid phase sintering stage. The densification behavior, phase composition, microstructure and mechanical properties of Cr doped WCoB cermets were investigated by XRD, EDS and SEM. Due to the lower density of Cr,the density of WCoB cermets decreased with the increasing of Cr doping content. The phase composition consisted of Cr doped WCoB, unreacted W, Co–Cr binary binder phase. When the doping content exceeded11.736 wt%, the Cr enrichment zones appeared, which was harmful to the TRS. The increasing of Cr doping content contributed to the increase of unreacted W phases content and the formation of pores. The maximum value of Vickers hardness was 1751 Hv0.5 at 9.356 wt% Cr doping content. The variation trend was explained by first principle calculation, which is consistent with Hv-Zhou hardness model.     

纳米Al2O3颗粒对Cu-Al2O3性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米Al₂O₃颗粒,通过粉末冶金法制备氧化铝铜（Cu-Al₂O₃）。采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度仪和涡流计分别测试了Cu-Al₂O₃的结合能、微观组织、硬度和导电率。结果表明：随Al₂O₃颗粒含量的增加,Cu-Al₂O₃的硬度先升高后降低,当Al₂O₃颗粒的质量分数达到0.084%时,Cu-Al₂O₃的硬度达到最大值75.73（HRB）。Cu-Al₂O₃的导电率随着Al₂O₃颗粒含量的增加逐渐下降。Al₂O₃颗粒的质量分数为0.084%时为最佳值,Cu-Al₂O₃的硬度达到最大值,导电率达到69.1% IACS。     

纳米氮化硼含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

在氮气环境下,采用微波烧结技术制备氮化硼纳米粒子增强Ti(C,N)基金属陶瓷,采用SEM观察了其显微组织,并考察了BN含量对材料力学性能的影响.研究表明:纳米氮化硼对Ti(C,N)基金属陶瓷具有明显强化作用,添加1.5%纳米氮化硼时,复合材料的力学性能最佳,抗弯强度(TRS)提高了21.6%,硬度(HRA)提高了1.6%.纳米氮化硼的加入,阻碍了Ti(C,N)颗粒的溶解,金属陶瓷的断口形貌表现为穿晶断裂.     

低温电解条件下铝电解用NiFe_2O_4-10NiO基金属陶瓷阳极Fe元素腐蚀行为研究

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-10NiO陶瓷基体和30(40Cu-Ni)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷阳极,并在低温电解条件下,对NiFe2O4陶瓷相中Fe元素的腐蚀行为进行研究。结果表明,在烧结过程中,NiFe2O4尖晶石陶瓷基体会在氮气中发生离解,在动态化学腐蚀试验和电解试验中,陶瓷相中的Fe元素更容易进入电解质;电解24h后,铝液中Fe、Ni、Cu的含量分别为0.45%、0.13%和0.03%。     

Effects of Cr and Mo elements on the microstructures and compressive properties of the in situ (TiC_xN_y–TiB_2)/Ni cermets

In-situ(TiC_xN_y–TiB_2)/Ni cermets with 70 wt%TiC_xN_y–TiB_2 were successfully fabricated by combustion synthesis and hot pressing sintering in Ni-Ti-B_4C-BN powder systems.The microstructures,density,compressive properties,and hardness of the TiC_xN_y–TiB_2/Ni cermets with the addition of 0–8 wt%Cr/Mo to the Ni-Ti-B_4C-BN powder systems were compared and analysed.The results showed that the ceramic particles distributed uniformly in the cermets,and the size of the ceramic particles reduced with the Cr/Mo addition.Both Cr and Mo addition can improve the hardness,compressive properties,and fracture strains of the cermets.The hardness,compressive strength,and fracture strain of the(TiC_xN_y–TiB_2)/(Ni+Cr)cermets increased from 1561 HV,2.94 GPa,and 2.9%to 1864 HV,3.65 GPa,and 3.4%,respectively when the Cr content increased to 5 wt%.The hardness and compressive strength of the(TiC_xN_y–TiB_2)/(Ni+Mo)cermets increased from 1561 HV and 2.94 GPa to 1902 HV and 3.43 GPa,respectively when the Mo content increased to 8 wt%.The cermets with Cr had better compressive properties than the cermets with Mo.