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。     

机械合金化Fe40M（M=Ni，Co）40Si20过饱和固溶体的物相分析

采用机械合金化方法制备了Fe i Si,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.结果表明,Fe40Ni40Si20经36h球磨可形成αFe(bcc)和γFe(fcc)两相混合固溶体,继续球磨,过饱和α相逐渐分解并向γ相转化,72h后可得单相γFe过饱和固溶体.Fe40Co40Si20经36h可得αFe过饱和固溶体,继续球磨未发现新相生成.     

高能球磨对纳米Fe60Ni40系统微结构的影响

利用XRD(X射线衍射)和XAFS(X射线吸收精细结构),研究了机械合金化Fe60Ni40二元金属合金的微结构随球磨时间的变化情况．结果表明：球磨5h,α-Fe和金属Ni的混合物开始形成合金,样品保持原来的bcc和fcc结构;球磨20h,α-Fe的特征配位峰完全消失,样品为比较均匀的fcc结构的固溶体;球磨时间增至40h时,Fe原子的近邻结构又有了新的变化,是由多种物态组成的复相固溶体．用柯西公式计算的结果表明：随着球磨时间的增加,晶粒不断细化,晶格畸变加剧,Ni相的晶格常数与Fe60Ni40合金的物相同步变化．这说明机械合金化过程中,晶格畸变引起的晶格常数的变化是相变的重要因素．     

机械合金化制备纳米晶铁合金

用机械合金化方法制备了纳米晶铁合金。用X射线衍射仪，透射电子显微镜及穆斯堡尔谱仪分析了球磨时间对晶粒尺寸、微观应变及固态相变趋势的影响。结果表明，机械合金化加速了晶粒细化：球磨0．5h后，晶粒尺寸减小到65．27nm；球磨20h后，达4．14nm。随球磨时间延长，微观应变率先增大后减小，球磨10h后，达最大值0．422，然后减小。球磨20h后，有以(Fe，Cr)。C为主的新相生成。     

低温球磨制备纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金

利用低温液氮球磨技术制备了Al-Zn-Mg-Cu合金纳米晶粉末,并采用X射线衍射(XRD)对材料在球磨过程中的晶粒尺寸和微观应变进行了研究,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和差热分析(DSC)等测试方法研究了材料的固态相变以及热稳定性.研究表明,粉末晶粒尺寸随着球磨的进行逐渐减小,球磨10h后晶粒尺寸达到45nm;微观应变随着球磨的进行逐渐增大.粉末球磨过程中,MgZn2相逐渐减少,合金元素过饱和固溶于α-Al晶格之中.球磨10h后仅有少量的MgZn2相存在.制备的Al-Zn-Mg-Cu纳米晶粉末在低于709K下加热,粉末晶粒长大速度较慢,表明Al-Zn-Mg-Cu纳米晶粉末具有较高的热稳定性.     

机械合金化Fe-Cr-W-Ti-Y-(O)粉末特性

通过机械合金化制备了Fe-Cr-W-Ti-Y-(O)合金粉末,研究了球磨时间和球磨介质硬脂酸添加量对粉末特性的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,元素粉末的合金化程度、加工硬化效应及氧元素含量提高,晶粒尺寸减小;球磨48h后,W和Cr原子已完全固溶于α-Fe中,合金粉末晶粒尺寸减小至14.0nm,显微硬度(HV)为613.4,氧含量(质量分数)达到0.935%;加入一定量的硬脂酸可以有效地阻碍粉末颗粒的团聚并优化粉末的颗粒形貌和粒度分布,但会延缓粉末合金化进程.     

Al1-xFex混合粉末的机械合金化

对Al1-Fe(x-5，50，75at％)混合粉末进行了球磨，用X射线、电镜等分别研究了球磨粉末的结构和形貌．得到了Al95Fe5中AI相的有效晶粒尺寸和Alt-xFex的平均晶粒尺寸随球磨时间的变化，其变化规律是先增大，再减小，最后达到稳定值而不再变化．得到了Al95Fe5中的晶格畸变，也出现交替变化．对于Al1-xFex混合粉末，Al，Fe成分越接近，机械合金化过程中扩散越易于进行．球磨样品晶粒尺寸越小，聚集的趋势越小．固溶体的溶解度与混合粉末的成分有关．     

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.     

机械合金化Fe1-xNix系纳米晶合金的组织结构

利用机械合金化法从纯Fe粉和Ni粉中制备了Fe1-xNix（30％≤x≤50％，x为原子百分比）系纳米晶合金粉末，并对粉末经机械合金化过程中相结构的转变以及晶粒尺寸的变化做了较为详细的研究．通过对整个球磨过程中各种粉末样品的X射线衍射（XRD）分析发现：Fe1-xNix（30％≤x≤50％）粉末经球磨3h后已经完全合金化，10h后合金中面心立方（f．c.c．）固溶体的晶粒尺寸都达到20nm以下；晶粒尺寸与球磨时间存在负指数关系；经过适当时间的球磨，Fe1-xNix系纳米晶合金粉末将由开始的体心立方（b.c.c．）相和f.c.c．相完全转变为f.c.c．（Fe，Ni）固溶体相，且所需的时间随X的增大而减少．     

机械合金化工艺对Fe-Ni合金显微结构的影响

对机械合金化制备的Fe-Ni粉体利用X射线衍射(XRD)进行分析，得到了不同Ni含量和不同球磨时间Fe-Ni纳米晶的XRD谱．实验表明，w(Ni)=10％和20％时，Ni溶入Fe晶格，分别在球磨20h和50h后形成单一的a(bcc)相；w(Ni)=50％时，其先后经历了γ(fcc)→←a(bcc)正逆转变，在球磨120h后最终形成单一γ(fcc)相．无论是a(bcc)相还是γ(fcc)相．它们的固溶度均比块体Fe-Ni合金显著提高．w(Ni)=35％时，则始终是两相共存．对试样的XRD谱采用3种不同的方法测定了Fe-Ni粉体的晶粒尺寸和显微畸变，发现经球磨20h后，不同Ni含量的粉体均呈纳米结构，并随球磨时间延长，Fe-Ni纳米晶的晶粒尺寸下降而显微畸变上升．     

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。     

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.     

Mo-P合金机械合金化研究

采用高能球磨机,对Mo100-xPx(x=15,25,38,43,50,66.7,85,95 at.%)二元系统进行机械合金化研究,用X射线衍射仪对球磨后的合金粉末的结构进行了分析,用扫描电子显微镜对样品的形貌和粒度作了分析.结果表明在球磨100h后Mo-P系统的晶粒尺寸平均约为60nm.Mo和P在等成份附近时有相应的化合物MoP生成,其它成份时产生Mo(P)过饱和固溶体.     

机械合金化制备Nb_3Al超导体的工艺研究

利用机械合金化方法制备了一系列不同的Nb3Al块材,研究了球磨时间及退火温度对Nb3Al超导体成相及超导性能的影响,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和磁学测量系统等详细分析了不同制备条件下Nb3Al超导体的相成分、微观组织结构,以及超导性能的变化.结果表明:将Nb和Al粉末混合后,利用高能球磨设备,球磨1 h即可以生成Nb(Al)ss过饱和固溶体;当球磨时间增加到10 h时,样品粉末发生了非晶化.通过调节球磨时间、退火温度,成功制备出超导起始转变温度达到15.3 K的单相Nb3Al超导体.     

Fe-P二元系机械合金化研究

采用机械合金化方法,用行星式高能球磨机对Fe基合金中的Fe100-xPx(x=5,10,17,25,33,50,67)二元合金系统进行机械合金化研究,用X射线衍射仪分析球磨后的合金粉末结构,并用扫描电子显微镜分析样品的形貌和粒度。结果表明,用机械合金化方法可使Fe和P在P的成份小于20at.%时产生固溶体,在P的成份大于20at.%时有相应的化合物FeP或Fe3P生成;Fe-P系统在球磨100h后平均有效晶粒尺寸约40nm,都达到了纳米量级;扫描电镜的形貌结果显示,粉末颗粒很细,但聚集成团。     

Structure evolution of Y2O3 nanoparticle/Fe composite during mechanical milling and annealing

Fe-25 wt% Y2O3composite powders have been fabricated by mechanical milling(MM) Fe powders of 100 μm in diameter and Y2O3nanoparticles in an argon atmosphere for the milling periods of4,8,12,24,36,and 48 h,respectively.The features of these powders were characterized by using X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),electron probe micro analyzer(EPMA) and transmission electron microscopy(TEM).The experimental results showed that the mean particle size and crystalline size of MM powders decreased with the milling time increasing.All the elements distributed homogenously inside the powders after 48 h of MM.The lattice constant of the matrix α-Fe kept constant with the milling time,and no solid solution took place during MM process.After 8 h of MM,the α-Fe in each powder became nanocrystalline.After 48 h of MM,Y2O3changes from nanostructure into amorphous structure,and the crystalline size of α-Fe further decreased to 10 nm.The Y2O3in the powders mechanically milled for 48 h kept the amorphous structure after being annealed at 400 1C,and starts to crystallize when the powders are annealed at 600 1C.The amorphous Y2O3contains a small amount of Fe,and crystalline FeYO3appears at 800 1C.     

机械力化学/晶化法合成纳米水滑石

以水镁石、Al(OH)3和Na2CO3为原料,采用机械力化学/晶化法合成纳米水滑石,研究了干磨时间、球磨转速和球料质量比对水滑石晶体结构的影响,并采用XRD和FE-SEM等手段对水滑石的晶体结构和表观形貌进行表征.结果表明,干磨时间、球磨转速和球料质量比的增加均有利于纳米水滑石的形成,但当超过适宜实验参数,继续增加时就会有杂相生成;在干磨时间为6 h,湿磨时间为2 h,球磨转速为250 r/min,球料质量比为50的条件下得到的纳米水滑石晶型完整单一,具有规则的六边形结构,平均晶粒粒径约为40nm.     

Microstructures and mechanical properties of nanocrystalline NiTi intermetallics formed by mechanosynthesis

The formulation of nanocrystalline NiTi shape memory alloys has potential effects in mechanical stimulation and medical implantology. The present work elucidates the effect of milling time on the product's structural characteristics, chemical composition, and microhardness for NiTi synthesized by mechanical alloying for different milling durations. Increasing the milling duration led to the formation of a nanocrystalline NiTi intermetallic at a higher level. The formation of nanocrystalline materials was directed through cold fusion, fracturing, and the development of a steady state, which were influenced by the accumulation of strain energy. In the morphological study, uninterrupted cold diffusion and fracturing were visualized using transmission electron microscopy. Particle size analysis revealed that the mean particle size was reduced to~93 μm after 20 h of milling. The mechanical strength was enhanced by the formation of a nanocrystalline intermetallic phase at longer milling time, which was confirmed by the results of Vickers hardness analyses.     

NiFe2O4尖晶石粉体球磨制度

研究了球磨参数对NiFe2O4尖晶石粉料的颗粒粒径的影响·通过计算确定了试验所需钢球尺寸,在此基础上,进行正交试验选择合适的参数·试验结果表明,球磨时间是影响粒径的主要因素,而研磨体级配对粒径分布范围有较大影响·确定合适的球磨参数为:球磨时间36h;研磨体级配35∶40∶25;料球比1∶2;球磨介质的体积分数为75%·     

W80X20合金球磨纳米化研究

机械球磨是一种制备纳米材料的新工艺，它方法简单、适应性强，因而具有广泛的应用前景。该文对比了4种W合金在球磨过程中晶粒尺寸随时间的变化规律，并结合不同金元素的熔点分析，提出了W系合金球磨纳米化的塑性变形－扩散双机制。