液氮球磨制备Al-Zn-Mg-Cu纳米晶粉末及组织分析

利用液氮球磨技术制备了Al-Zn-Mg-Cu纳米合金粉末. 采用X射线衍射对材料在球磨过程中的固态相变、晶粒尺寸和微观应变进行了研究,利用金相显微镜和透射电镜观察了微观组织. 研究表明,随着球磨的进行,雾化粉末中的MgZn2第二相逐步减少,并最终完全超饱和固溶于α-Al之中. 低速(200 r·min-1)球磨10 h后仍有少部分粗晶存在于粉末心部;高速(400 r·min-1)球磨能够使粉末纳米晶粒更加均匀. 材料经过低速液氮球磨6 h以后平均晶粒大小稳定在45 nm,并保持到10 h不再变化;增加主轴转速到400 r·min-1继续球磨5 h后,粉末平均晶粒大小降到34 nm. 微观应变随着球磨进行呈现先增大后降低的趋势.     

Preparation of CNT/AlSi10Mg composite powders by high-energy ball milling and their physical properties

This study investigated the effects of carbon nanotube (CNT) concentration on the micro-morphologies and laser absorption properties of CNT/AlSi10Mg composite powders produced by high-energy ball milling. A scanning electron microscope, X-ray diffractometer, laser particle size analyzer, high-temperature synchronous thermal analyzer, and UV/VIS/NIR spectrophotometer were used for the analysis of micrographs, phases, granulometric parameters, thermal properties, and laser absorption properties of the composite powders, respectively. The results showed that the powders gradually changed from flake- to granule-like morphology and the average particle size sharply decreased with increases in milling rotational speed and milling time. Moreover, a uniform dispersion of CNTs in AlSi10Mg powders was achieved only for a CNT content of 1.5wt%. Laser absorption values of the composite powders were also observed to gradually increase with the increase of CNT concentration, and different spectra displayed characteristic absorption peaks at a wavelength of approximately 826 nm.     

直流电沉积法制备纳米晶体镍

采用直流电沉积法制备了纳米晶体镍 ,用TEM和X -射线衍射等方法研究镀镍层的微观结构 .实验结果表明 ,在瓦特型镀镍液中 ,添加适量浓度的糖精并提高电流密度 ,可以获得纳米晶体镍 .提高糖精浓度和电流密度 ,导致镀镍层的晶粒尺寸减小 ,显微硬度升高 .同时 ,镀镍层形成了 (111)和 (2 0 0 )双织构     

放电等离子烧结制备Al-Zn-Mg-Cu纳米晶合金的组织

利用低温液氮球磨和放电等离子烧结工艺制备了块体纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金.采用X射线衍射(XRD)技术分析了材料的晶粒尺寸和微观应变,利用透射电镜(TEM)研究了合金微观组织的演变.结果表明:采用放电等离子烧结法制备的7000系纳米铝合金具有两种不同的纳米晶结构,以晶粒尺寸50～100nm的等轴晶为主,少量200～400nm的大晶粒为辅;烧结过程中发生再结晶及第二相析出,析出的第二相以η(MgZn2)为主,θ(Al2Cu)以及S(Al2CuMg))为辐.     

等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1 426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm-2,腐蚀速度0.869 mm·a-1.     

电沉积制备铁-镍-铬纳米晶合金箔工艺的正交设计

运用正交设计研究影响电沉积铁-镍-铬合金箔质量的主要工艺因素, 分析电流密度、溶液温度和溶液的pH值等各因素对合金成分和电流效率的影响, 通过综合评分的方法确定最佳工艺条件, 并对最佳工艺条件下获得的合金箔材的微观形貌、结构、物理和化学性能进行研究.研究结果表明: 制备的合金箔材成分为60%～65?, 34%～36%Ni, 1%～2%Cr, 厚度均匀, 表面光滑, 结晶细致. 扫描电镜观察和X衍射结果表明: 其晶粒尺寸在纳米范围内, 合金箔的抗拉强度和延展率分别为658 MPa和6%以上, 电阻率超过90 μΩ·cm, 磁感应强度为1.25 T, 最大导磁率为1.096×10-2 H·m-1, 矫顽力为357.53 A·m-1;箔材具有优异的耐腐蚀性能.     

等离子喷涂制备铁基非晶-纳米复合涂层

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量.     

粉末的物理性能对热喷涂涂层的影响

在SUS316L不锈钢基体上,采用HVOF和DGS两种不同的工艺方法,分别喷涂WC-12Co和FeAl涂层,观察WC-12Co和FeAl粉末的颗粒形貌、粒度组成以及DTA,研究它们对热喷涂涂层质量的影响.通过表面粗糙度、显微硬度、形貌相以及X射线衍射谱等分析表明,球化程度高,颗粒大小均匀的粉末可使涂层的组织均匀,致密性好,结合强度高.采用HVOF方法喷涂WC-12Co涂层的质量最好,而采用DGS工艺喷涂FeAl涂层的工艺参数还有待于进一步优化.     

紧耦合气雾化制备Al基非晶合金粉末

开展了采用紧耦合气雾化方法制备Al基合金粉末的实验和理论研究.利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜和透射电镜分析了粉末的表面形貌、显微组织和结构特征,根据气雾化过程中熔滴的破碎模式和冷却行为确定了Al基合金的非晶化临界冷却速率及相应粉末粒径.结果表明:气雾化粉末中存在部分非晶粉末,非晶粉末的粒径小于26μm;Al基合金的非晶化临界冷却速率大致为106K.s-1;雾化中熔体的破碎和冷却是两个相互耦合(矛盾)的过程,快速冷却(大于104K.s-1)极大地阻碍熔体的充分雾化,同时熔滴的破碎模式对其冷却行为具有显著的影响.目前紧耦合气雾化技术还只能制得非晶/晶态混合的Al基合金粉末.     

Characterization of MCrAlY/nano-Al2O3 nanocomposite powder produced by high-energy mechanical milling as feedstock for high-velocity oxygen fuel spraying deposition

Al2O3 nanoparticles and MCrAlY/nano-Al2O3 nanocomposite powder (M = Ni, Co, or NiCo) were produced using high-energy ball milling. The MCrAlY/nano-Al2O3 coating was deposited by selecting an optimum nanocomposite powder as feedstock for high-velocity oxy-gen fuel thermal spraying. The morphological and microstructural examinations of the Al2O3 nanoparticles and the commercial MCrAlY and MCrAlY/nano-Al2O3 nanocomposite powders were investigated using X-ray diffraction analysis, field-emission scanning electron microscopy coupled with electron dispersed spectroscopy, and transmission electron microscopy. The structural investigations and Williamson–Hall res-ults demonstrated that the ball-milled Al2O3 powder after 48 h has the smallest crystallite size and the highest amount of lattice strain among the as-received and ball-milled Al2O3 owing to its optimal nanocrystalline structure. In the case of developing MCrAlY/nano-Al2O3 nanocompos-ite powder, the particle size of the nanocomposite powders decreased with increasing mechanical-milling duration of the powder mixture.     

工艺条件对电积法制备铜粉的影响

采用不溶阳极电积法制备铜粉,研究了Cu2+质量浓度、硫酸质量浓度、电流密度、电解液温度和刮粉周期对电积过程和铜粉中位粒径的影响.结果表明:优化工艺为Cu2+质量浓度15 g.L-1、硫酸质量浓度140 g.L-1条件下,控制电流密度为1 800 A.m-2、温度为35℃、刮粉周期为30min、循环流量为14 L.h-1以及极距为4.5 cm,可得到高品质的铜粉,其粒度呈正态分布,微观形貌呈树枝状;增加铜离子质量浓度、硫酸质量浓度和电解液温度有利于降低槽电压;增加Cu2+质量浓度、电解液温度和刮粉周期有利于提高电流效率;大电流密度、高硫酸质量浓度和低Cu2+质量浓度有利于得到粉末粒度小的铜粉.     

利用反应热处理制备纳米晶WC-10Co复合粉末

对反应热处理技术(即高能球磨+热处理)合成纳米晶WC 10Co复合粉末的工艺进行了研究.DTA和X ray衍射分析结果表明:以W,Co粉和碳黑为原料的混合物经过一定的活化处理后,碳化钨可在572℃左右形成;当温度为800～1100℃,热处理时间为15～35min时,合成的纳米碳化钨晶粒尺寸为9～42nm.反应热处理技术是合成纳米晶WC Co复合粉末的一种可行的方法.     

粉末冶金法制备AZ91镁合金的组织及热性能

采用粉末冶金方法制备了AZ91镁合金,研究了烧结温度对合金的致密度和热导率的影响规律,并对烧结样品的物相和显微组织进行了分析. 研究发现,AZ91镁合金的最佳烧结温度为610℃,致密度可以达到97.4%,实验条件下所获得的最高热导率可达到63.1W·m-1·K-1. X射线衍射和扫描电子显微镜结果分析表明,烧结合金组织主要由α-Mg固溶体和β-Mg17Al12相两相组成,其中β-Mg17Al12相表现出离异共晶β相和非连续析出β相两种主要存在形态.     

Synthesis and characterization of AlCoCrCuFeZnx high-entropy alloy by mechanical alloying

Equi-atomic and non equi-atomic multi-component systems were synthesized through different routes to form high-entropy single solid solution. One such high-entropy alloy(HEA) with hexanary composition AlCoCrCuFeZn_x was synthesized using mechanical alloying. The effect of zinc variation on the crystal structure and phase formation was characterized using XRD, FESEM with EDS and TEM. The synthesis resulted in both equi-atomic and non equi-atomic nano crystalline AlCoCrCuFeZn with a crystallite size less than 10 nm.     

纳米技术合成硅酸三钙及表征

以硅溶胶、硝酸钙为原料,尿素为燃料,采用燃烧法制备纳米硅酸三钙。研究了化学计量比、引燃温度对合成产物中游离氧化钙含量的影响。用乙二醇法测定产物中游离氧化钙的含量,x射线衍射仪、场发射扫描电镜、Zeta电位及纳米粒度分析仪和微量热仪表征合成样品的物相、微观形貌、粒度分布和水化热。结果表明：化学计量比为0．24,引燃温度为700oC时,合成产物中游离氧化钙含量达到最低值2．0％;合成的纳米硅酸三钙颗粒为不同结晶程度且呈现多种形貌的颗粒,平均粒度为225．9nm;合成的纳米硅酸三钙水化放热峰值出现的时间为69．2s,峰值为2．4368mw／g,比传统水泥具有较高的水化活性。     

共沉淀法制备复合Al_2O_3-Cr_2O_3超微粒子粉末

探讨了文题的方法,研究了溶液的pH值、反应物浓度及配比、反应温度对合成的Al_2O_3-Cr_2O_3粒子的粒径、粒径分布以及组成的影响规律。结果表明,合成粒子的最佳pH值范围为4.4～5.0;粒子的组成仅取决于反应物初始浓度的配比,改变反应物初始浓度及配比可以十分有效地控制粒子的性能;反应温度对粒子的粒径及分布影响很小。制得的复合Al_2O_3-Cr_2O_3超微粒子呈球形、组成均一。     

均匀沉淀法合成单分散SnO_2超微粒子

用均匀沉淀法在强制水解的反应体系中合成出均匀的SnO_2超微粒子。探讨了SnO_2超微粒子的形成和控制机理;考察了不同的操作参数对粒子性能的影响规律。合成的粒子呈棒状,单个颗粒的粒径为5.3nm,团聚体的粒径为25nm左右,单分散性能十分良好(几何标准偏差为1.4)。经800℃热处理转变成金红石型结构的SnO_2。     

化学气相合成AIN超细粒子过程模型研究

基于化学气相(CVD)合成超细粒子过程的反应、成核、生长和凝并,考虑CVD反应器中的轴向温度分布,建立了CVD反应器中描述超细粒子粒度及分布的一维过程模型。针对AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相合成AlN超细粒子的过程,研究了AlN粒子形成过程特征和操作参数对其粒度及分布的影响。CVD反应器中的轴向温度分布严重影响AlN粒子合成过程中的化学反应速率、成核速率和生长速率;AlN超细粒子的粒度随AlCl_3浓度的减小和总流量的增加而减小,其粒度分布宽度则随总流量的增加而增大。     

导管伸出长度对气雾化制备TC4粉末特性的影响

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备TC4钛合金粉末,模拟了雾化流场并研究了环形喷嘴中导管伸出长度对粉末形貌、粒径分布、空心球率、松装密度和流动性等特性的影响.结果表明:随着导管伸出长度的增加,负压区增大,雾化破碎更充分.当导管伸出长度为3mm时,负压区分裂成两个独立的小负压区,制备的粉末中块状粉末和空心球增加.雾化气压为6.0MPa、熔炼功率为60kW、导管伸出长度为2mm时,负压区面积大且呈倒置三角形,充满整个导管下方,液滴雾化破碎更充分;制备的粉末D₍₅₀₎小于90μm,可打印粉末的收得率为51.60%;粉末松装密度为2.870g/cm³,粉末流动性为22.23s/50g,空心球率≤3%,雾化制备的TC4粉末更适合激光直接沉积技术.     

超声粒度检测建模及其粒度分布反演计算

提出了在矿砂粒径尺寸级配情况下,不同粒径的筛下累积含量公式. 在分析超声衰减基本理论模型的基础上,将不同粒径的筛下累积含量集成到超声波衰减模型中,推导出超声波衰减与矿浆浓度、粒度之间的关系模型. 将所推导的模型结合实验和数据分析以确定超声波衰减与粒度分布的关系,且采用遗传算法反演计算获得矿浆中粒的粒度分布. 结果表明,反演的计算结果精度较高.