Ni/Zn扩散溶解层的初步研究

采用粉末烧结方法,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和能谱技术,研究了Ni-Zn体系固相烧结时粉末界面处形成的扩散溶解层的微观形貌和相结构,并利用TFDC电子理论讨论了扩散溶解层的形成机理。研究表明,Ni粉和Zn粉在200℃,15h的烧结过程中,Zn原子不断扩散进入到Ni晶体中,在Ni粉颗粒基体上形成了由NiZn和Ni3Zn22金属间化合物构成的“带状”扩散溶解层。     

固相Ni在含Fe液相Zn中的溶解行为

利用金相显微镜、扫描电镜及能谱分析研究了固相Ni在450℃静止的含Fe液相Zn中的溶解行为,并利用自然对流下的质量传输准数方程和考虑金属间化合物层形成的溶解速率模型,分析了固相Ni在含Fe液相Zn中的溶解速率控制机制.结果表明:固相Ni浸入含Fe液相Zn中会形成与纯液相Zn中相似的γ-Ni2Zn5和δ-NiZn8相层;但由于液相中含Fe,合金层外一定区域内有Γ2-Fe5Zn6Ni89粒子生成;Ni在不饱和Fe液相Zn中的溶解速率控制步骤与在纯液相Zn中相同,为界面反应和合金相层中的扩散速率所控制,而Ni在过饱和Fe液相Zn中溶解的主要控制机制是溶质Ni原子通过液相Zn中浓度边界层的扩散.说明液相Zn中所含的Fe加速了Ni的溶解.     

Al/Cu扩散偶相界面的实验研究

采用"铆钉法"制备了Al/Cu曲面接触扩散偶,用彩色金相、显微硬度测试方法对其界面区域进行了观察分析.实验结果表明,烧结温度对相层数量起主要作用,并和保温时间一起影响扩散溶解层厚度.在873 K,23～723 K,623 K扩散偶的扩散溶解层分别由4个,3个,1个相组成,在Al/Cu扩散偶中各相层的硬度由铜侧相向铝侧相逐渐增大并在出现硬度峰值后减小.     

Al2O3颗粒强化Ni3Al合金的机械合金化合成及烧结

利用机械合金化方法合成了Ni3Al金属间化合物和Al2O3混合粉末，并用放电等离子烧结技术，将Ni3Al／Al2O3混合粉末烧结成块状烧结体。研究了烧结体的显微组织和力学性能。X射线检测表明:Ni粉和Al粉在高能球磨机中球磨5h．即可转变为Ni3Al金属间化合物。采用放电等离子烧结技术在1000℃保温3min．就可以烧结成相对密度约为99％的较致密的复合材料烧结体。     

Ba(Zn1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷的B位二价Ni2 离子取代的研究

利用Ni2+离子取代Ba(Zn1/3Nb2/3)O3的B位Zn2+离子来改善其介电性能并研究其微观结构的变化.XRD表明,系统的主晶相为立方钙钛矿的BZNN,并有少量第二相如Ba5Nb4O15、BaNb6O16等.系统在较低温度(1 350℃)下烧结时以及在1 300℃退火处理会形成微弱的有序相,这种趋势说明了Ni2+和Nb5+离子的相互扩散会随着热能和时间的增长而增长.在较高温度下烧结(1550℃)则会形成富Nb液相区.当系统中Ni2+含量为0.7时,1 500℃烧结时系统得到优异的介电性能,介电常数为35.7,容量温度系数为-4.7×10-6/℃,损耗tan δ为0.33×10-4(1 MHz).     

Mn对Ni-Cu-Zn铁氧体性能的影响研究

采用微波水热法制备(Ni0.30Cu0.20Zn0.50)Fe2O4.xMnO(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)粉末,压制成型,在900℃下,烧结4 h形成了致密的陶瓷体。研究了Mn对铁氧体的相结构、显微结构和电磁性能的影响。结果表明:掺Mn可影响Ni-Cu-Zn铁氧体的晶胞参数,有利于提高烧结密度,改善微观结构和电磁性能。     

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.     

电弧等离子体法制备Mg-Ni储氢合金粉体

采用Mg粉、Ni粉混合,经球磨、烧结等不同工艺制备电弧阳极材料,通过直流电弧等离子体法制备了Mg-Ni储氢合金超细粉。用XRD、TEM、ICP分析手段研究了粉体的相组成、形貌、成分等。物相分析显示,Mg粉、Ni粉混合烧结后基本都转化为Mg2Ni相;经直流电弧等离子体后,Mg相增加,同时生成了MgNi2相,证明在电弧作用时母相Mg2Ni发生了分解生成Mg和Ni相,Mg与Ni再反应生成Mg2Ni和MgNi2。成分分析显示,烧结形成Mg2Ni后再经电弧作用更利于Ni的析出。TEM结果显示:Mg颗粒形貌近似六方形,颗粒大小为100~600nm;Mg2Ni颗粒附着在Mg大颗粒的表面,大小在10~50nm之间。纳米Mg2Ni颗粒附着在超细Mg粉上的这种结构将有助于改善Mg的吸放氢性能。     

镍包覆铜复合粉末烧结体界面扩散行为研究

利用固相烧结法将镍包铜粉成功地制成了块状烧结体,通过SEM、XRD和EDS研究了烧结过程中镍包铜粉中界面的迁移情况.结果表明,随烧结温度升高,颗粒内原子扩散系数越大,烧结体界面迁移越容易,形成较大的晶粒,同时界面组织也比较均匀.在扩散过程中,由于镍的扩散系数比铜大,镍层扩散进入铜形成了铜镍固溶体,界面呈现单向迁移.     

选择性激光烧结复合粉末法制造合金零件

通过混合Fe,Ni,C单质和粘接剂粉末配制了选择性激光烧结(SLS)用复合粉末,并利用间接SLS方法制备了复合粉末毛坯.经过脱脂、高温烧结和渗铜处理,制造了致密的渗铜Fe-Ni-C合金材料.对零件毛坯的成型与后处理工艺及合金的微观组织和机械性能进行了研究.结果表明:高温烧结中Ni和C能够通过固态扩散固溶到-γFe中,且合金元素分布均匀;合金经900℃固溶并在330℃等温处理1 h后,室温下由下贝氏体组织、沉淀析出的-αCu和Fe-Ni构成;合金材料的极限拉伸强度超过350 MPa,延伸率小于4%.