纳米结构合金的机械合金化制备

简要回顾了机械合金化（MA）技术发展的概况，简述了MA在合金中引起的结构演变和非平衡相变的基本过程和机制，在此基础上，结合作者近年来的研究工作，介绍了纳米晶过饱和固溶体合金,纳米相复合合金，纳米结构储氢合金等非平衡态材料的MA制备，及其相关的微观结构与性能。     

机械合金化法制备弥散铜电极

机械合金化(MA)作为一种制备弥散强化合金的方法,可以导致硬质稳定相弥散分布的细而均匀.本文对用MA法制备弥散铜电极进行了实验研究,结果表明MA是制取弥散铜电极比较简单、成本较低的一种方法;制备的弥散铜电极不仅导电率高,而且高温强度也好.另外,还对MA的工艺参数进行了研究.     

机械合金化法制备Al-Ni-La-Cu非晶合金

用机械合金化法制备了不同成份的 Al- Ni- L a- Cu非晶合金 .经 X射线衍射仪、透射电子显微术和示差扫描量热仪 (DSC)热分析研究表明 ,随着合金中 Cu含量的增加 ,Al- Ni- L a- Cu的非晶形成能力逐渐增强 ,晶化温度逐渐降低 .     

机械合金化Fe40Co40Si20纳米晶固溶体

为研究Fe基软磁材料的机械合金化制备,采用行星式球磨机制备了Fe-Co-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36h球磨可形成α-Fe纳米晶固溶体,晶粒尺寸可达18nm,微观应变随球磨时间先增加后减小。     

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.     

机械合金化无铅钎料Sn-9Zn研究

利用 X射线衍射仪、差示扫描量热计 ( DSC)、扫描电镜 ( SEM)对 Sn-9Zn粉末的机械合金化进程进行了研究 .结果表明 :机械合金化和热铸法一样是一种制备钎料合金的方法 ;金属粉末的最终颗粒尺寸可以通过合适的工艺参数来控制 ;粉末尺寸可减小到 5～ 2 0μm ;1 %松香 (助磨剂 )的加入使 MA进程的加速作用最为显著 ,但松香也可能对金属粉末起污染作用 .     

机械合金化方法制备细晶钛合金

采用光学显微镜、扫描电镜、力学性能分析等手段探讨了采用机械合金化技术制备细晶钛合金的工艺,研究了工艺参数对钛合金显微组织与力学性能的影响.研究结果表明,采用机械合金化技术和热压工艺可以制备出高致密度、显微组织均匀细小的钛合金,且延长机械合金化时间有利于提高显微组织的均匀度和细化晶粒,球磨36 h的粉末所制得样品的晶粒尺寸为6 μm,所制备的钛合金的力学性能与显微组织符合Hall-Petch关系.     

机械合金化无铅钎料Sn-5Sb研究

利用X射线衍射仪、差示扫描量热计(DSC)、扫描电镜(SEM)研究了Sn—5Sb粉末的机械合金化进程，结果表明：Sb在Sn中的固溶度包括原子的置换固溶和晶界(晶体缺陷)溶解，机械合金化作为一种非平衡态制备技术可以用来制备过饱和固溶体和金属间化合物，它是制备无铅钎料合金的一种新方法；金属粉体的最终颗粒尺寸可以选择合适的工艺参数来控制；粉末尺寸可减小到3～10μm；2％松香(助磨剂)的加入使MA进程加速。     

机械合金化制备β-FeSi2热电材料

采用机械合金化结合氩气退火法成功制备了β-FeSi2热电材料,并用XRD、SEM对不同球磨时间后的Fe-Si粉体进行结构及形貌表征.试验结果表明:随着球磨时间的延长,颗粒不断细化,最后可得到Fe- Si纳米晶合金;球磨20 h后,Fe衍射峰宽化而Si衍射峰逐渐减弱,形成α-Fe(Si)过饱和固溶体;球磨120 h后出现合金ε-FeSi、β-FeSi2相;调整Si/Fe原子比例为2.3,对球磨120h后合金粉末在800℃退火20h,可以得到单相β-FeSi2热电材料.     

Al70Cu20Fe10合金微结构的XRD和XAFS研究

采用机械合金化MA(mechanical alloying)方法成功地制备了Al70Cu20Fe10纳米合金.在结构分析中,联合使用传统的XRD(X-ray diffraction)方法与新兴的XAFS(X-ray absorption fine structures)技术,使XRD的长程有序结构和XAFS的特定原子近邻环境两个方面的信息相互补充、互为印证,有效地克服了高度无序体系结构分析的困难.结果表明,机械合金化Al70Cu20Fe10(MA-10 h)合金中的化合物成分是体心四方结构的Al2Cu,Al70Cu20Fe10(MA-20 h和MA-40 h)合金中的化合物成分是简单立方结构的Cu9Al4.     

XAFS Study on Solid State Amorphization of Alloys by Mechanical Alloying

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

机械合金化法制备简单金属合金玻璃的研究

将晶态Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ元素粉末混合，用机械合金化方法制备了Ｍｇ－Ｚｎ、Ａｌ－Ｍｇ合金玻璃。用Ｘ射线衍射技术测定了不同球磨时间样品的Ｘ射线衍射图谱，分析考察了非晶化的过程及其影响因素，讨论了重新晶化的现象．     

丝材3D打印2024/7055铝合金梯度结构组织与性能分析

大型高强度轻质铝合金整体结构件在航空航天装备结构中应用广泛。为充分发挥不同材料的性能优势,可将两种以上的铝合金材料通过增材制造技术整体成型,从而制造出兼顾功能与减重要求的整体梯度结构件。为此,提出了一种多丝材电弧增材制造铝合金梯度结构件的制备方法,实现了航空结构常用的2024/7055铝合金梯度结构的3D打印,并对梯度结构进行了宏/微观组织、气孔缺陷、过渡区元素含量以及力学性能等进行了全面的分析。研究结果表明：通过多丝材增材制造打印的2024/7055铝合金梯度结构连接良好、过渡区域连续;梯度区域两种材料的晶粒组成不同,2024铝合金由等轴晶粒组成,而7055由短柱状晶粒组成;气孔在空间分布中呈条状分布,并且两种合金Zn元素含量不同,导致力学性能差异较大;当材料组分占比为2024(25%)/7055(75%)时,力学性能最好,材料折损率最低。     

耐热镁合金的研究进展

镁合金材料在航空、航天、高端装备制造及汽车等领域得到了广泛的应用,但在其服役过程中存在着耐高温差的问题。本文综述了含铝元素与不含铝元素两大类耐热镁合金的研究进展。在含铝耐热镁合金中,混合稀土元素的添加可改善材料的综合力学性能;添加碱土元素可起到提高其阻燃及细化晶粒等作用;添加第Ⅳ/Ⅴ族元素能明显的改善镁合金的高温力学性能。在不含铝耐热镁合金中,添加稀土元素同样可得到综合性能优异的镁合金材料;Mg Th、Mg Ag系镁合金具有很好的抗高温蠕变性能。随着耐热镁合金合金化和微合金化的深入研究,将对该系列新型镁合金材料的新技术开发与应用提供重要的理论依据,同时也为镁合金提供更广阔的发展前景。     

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。     

Ni7Zr2非晶合金制备及其磁性能研究

采用行星式高能球磨机,通过在室温下球磨纯元素混合粉末制备出Ni7Zr2非晶合金粉末.应用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微镜(SEM)对不同球磨时间的混合粉末进行了研究.结果发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌均存在显著影响.随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒.由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构.另外,在进一步球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断地发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后产生了非晶转变.磁性能测量表明,该合金粉末具有较好的软磁性能.     

AgCuTiZr钎料激光钎焊钛/钢连接机理与接头性能

钛和钢广泛应用于“陆海空天”等领域，由于钛与钢的物理化学性能差异，连接界面常形成大量脆性金属间化合物，限制了其广泛应用。在分析钛/钢异种材料焊接的基础上，采用激光钎焊工艺，利用自行研制的AgCuTiZr钎料进行了钛/钢连接实验研究。结果表明，该活性钎料对基体材料润湿性良好，钎焊层组织致密、表面平整；在结合界面处出现了活性元素的扩散，钎焊层中有多物相共存，界面间实现了化学冶金结合；AgCuTiZr活性钎料激光钎焊层具有较高的硬度，达到基体材料的1.5倍，耐磨性与被连接材料45钢/TA2基本一致，抗拉强度达到595 MPa,实现了两种被连接材料的可靠连接。激光热源的显著优点适合于异种金属材料的钎焊连接。     

机械合金化强度对Fe—Ni—P—B系合金非晶形成的影响

本文用机械合金化法研究制备Fe-Ni-P-B系非晶材料,用X射线衍射仪和透射电子显微镜对经不同球磨工艺处理的Fe40Ni40P14B6及Fe61.6Ni15.4Cu1Nb2P14B6两种成分的粉末进行了分析,得出结论：成分为Fe61.6Ni15.4Cu1Nb2P14B6的粉末,在一定的球磨强度下,可通过机械合金化获得非晶。     

Mechanical alloying in immiscible alloy systems

In recent years, mechanical alloying (MA) of immiscible alloy systems characterized by positive heat of mixing has been extensively investigated. The present article reviews the latest progress in MA of immiscible alloy systems including the mechanisms of non-equilibrium phase transformation and metastable phase formation of the MA-driven supersaturated solid solutions, amorphous phases and nanophase composites as well as their mechanical and physical properties related to those metastable phases.     

MA-SPS制备超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩擦磨损性能

以机械合金化+放电等离子烧结(MA-SPS)制备的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金为研究对象,研究了合金在模拟体液(SBF)中的摩擦磨损性能,并与放电等离子烧结制备的微米尺寸晶粒的Ti-8Mo-3Fe合金、铸造纯Ti及Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了对比.结果表明:采用MA-SPS工艺可制备出高致密度、组织均匀的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金,合金由β相及少量α相组成,平均晶粒尺寸为1.5μm,显微硬度为448 HV;在相同摩擦磨损条件下,超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩损程度明显低于微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态的纯Ti及TC4合金,具有最低的磨损体积和较稳定的摩擦系数.超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的磨损机制为磨粒磨损,而微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态纯Ti及TC4合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损并存的混合磨损.