纳米Ni-Al2O3金属陶瓷粉末热压致密化过程

采用粒径小于100 nm,金属Ni包覆Al2O3得到的纳米Ni-Al2O3化学包覆粉为原料,将Ni含量不同的几种纳米Ni-Al2O3(粒径约为38 nm)金属陶瓷复合粉末首先采取模压成形方式压制成直径为30 mm的圆片,然后放在石墨模具中在热压机上进行热压,研究热压(HP)温度和Ni含量对致密化过程的影响.研究结果表明:当Ni含量为20%和热压温度为1 400℃时,制品密度和显微硬度最高;在1 400℃热压2 h,Al2O3-Ni2O烧结体的相对密度最高,达到99.6%,Al2O3-Ni5的显微硬度HV达到1 690.9kg/mm2;随着Ni含量的增加,制品硬度降低,当Ni含量超过20%时,硬度降低非常显著,Ni含量为50%时HV降至1 316.7 kg/mm2;烧结体中Ni颗粒均匀分布在基体中,且大部分位于三角晶界处,有效地阻止了Al2O3基体晶粒的长大.     

La对氢还原(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末特性的影响

以喷雾干燥法制备的(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末为原料,采用700℃、保温90 min的条件进行氢还原,研究稀土La不同含量对还原(W,Ni,Fe)复合氧化物粉末的影响;采用X射线衍射及高倍扫描电镜分别对还原后的复合粉末进行物相分析、晶粒尺寸测试和形貌观察,并对还原复合粉末的粒度、比表面进行测定与分析.研究结果表明:不加稀土La时还原粉末由W和γ-(Ni,Fe)两相组成,添加一定量的稀土La后还原粉末由W,γ-(Ni,Fe)和La(Nio75W0.25)O3三相组成;当La含量在0～0.8%范围内,随着La含量的增加,还原粉末粒度由96.6 nm降到60 nm,粉末Fsss粒度由0.64 μm降到0.36μm,粉末晶粒尺寸由26.1 nm降到22 rm未添加稀土La时还原粉末颗粒呈球形,添加一定量的稀土La,粉末颗粒呈球形或近球形;添加一定量的稀土La不仅可以有效地抑制晶粒的长大,还可以在一定程度上提高粉末的分散性.     

前驱体溶液对(W, Ni, Fe)复合氧化物粉末制备的影响

研究前驱体溶液状态对喷雾干燥法制备（W, Ni, Fe）复合氧化物粉末特性的影响. 采用高倍扫描电镜对所制备的复合粉末进行形貌观察, 并对所制得复合氧化物粉末的Fsss粒度, 比表面, W、 Ni和Fe含量等进行了测定与分析. 研究结果表明： 在质量分数为20%的（W, Ni, Fe）混合盐溶液中添加0.6 g/L 聚乙二醇-1000所配制的溶胶作为前驱体溶液制备的粉末特性最好, 制得一次颗粒粒度细小（为40～50 nm）、分布均匀、分散性好、非晶化显著且大部分为球形的纳米级（W, Ni, Fe）复合氧化物粉末.     

钨合金/不锈钢的低温扩散连接及界面组织性能

通过低温扩散连接方法实现钨合金(90W-7Ni-3Cu)与304不锈钢的高性能连接。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、电子探针(EPMA)分析连接界面的微观组织及元素扩散与分布行为,采用拉伸试验测试连接界面的力学性能。研究结果表明：在800～950℃、压力20 MPa、保温120 min的条件下,可以实现90W-7Ni-3Cu合金与不锈钢的有效连接;当连接温度为900℃时,连接界面抗拉强度达到最大值168 MPa;连接界面结合紧密,无裂纹等缺陷。钨合金与不锈钢界面原子形成了充分的互扩散,不锈钢中的W、Fe、Cr、Ni和Si元素借助空位以及点缺陷扩散到了钨合金一侧的钨中,形成了富含W、Fe、Cr、Ni和Si元素的扩散层。900℃连接样件的断裂发生在钨合金一侧,可以观察到钨合金基体的六角形晶界并且其表面覆盖有粗糙的黏着物,黏着物为原子扩散所形成的扩散层。不锈钢中的Cr、Fe元素以固溶的方式扩散到了钨合金的(Ni,Cu)相中,提高连接界面强度。     

旋锻对Mo-Ti-Zr合金性能及显微组织的影响

将Mo粉、Ti粉和Zr粉按质量比99.35:0.55:0.10混合,采用冷等静压和1920℃高温烧结制备直径为28mm的Mo-Ti-Zr合金棒材,然后,将合金棒材进行旋锻形变强化后续处理。研究旋锻工艺对Mo-Ti-Zr合金棒材密度、硬度等性能和组织结构变化的影响。研究结果表明:随着变形程度的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的相对密度和硬度逐步提高;在1250℃旋锻,当断面收缩率为33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材相对密度提高到98.5%,洛氏硬度(HRB)为92.8。当断面收缩率为19.2%时,Mo-Ti-Zr合金棒材致密化速率最低;烧结态Mo-Ti-Zr合金棒材断口呈现典型的沿晶脆性断裂特征,晶界强度低;在1250℃旋锻,当断面收缩率达到33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材转变为穿晶和沿晶的混合型断裂,晶界强度增加;在1380℃旋锻时,晶粒发生合并与长大。     

Fe2(Mo04)3/Si3N4复合粉末还原及热压微观组织结构分析

以α-Si3N4,Fe(NO3)3·9H2O和NH4Mo7O24·4H2O为原料,采用非均相沉淀法制备Fe2(M0O4)3/Si3N4复合粉末,采用氢气还原与热压法获得Fe-Mo/Si3N4复合粉末与烧结体,采用x线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)、电镜扫描(SEM)和电镜透射(TEM)等方法对Fe-Mo/Si3N4复合粉末与烧结体物相、成分及微结构进行观察与分析.分析结果表明:Fe-Mo/Si3N4复合粉末主要成分为α-Si3N4,Mo,Si和Fe-Mo氮化物(Fe6M07N2和Fe3M03N),其中Mo颗粒长大;粒径为4-7 μm的Mo5Si3大颗粒均匀镶嵌在Si3N4,Fe-Mo氮化物(Fe6Mo7N2和Fe3Mo3N)及Si02的混合物组成的粒径为1 μm左右的小颗粒之中.     

合金元素Ti对Mo合金性能及组织结构的影响

采用粉末冶金方法制备Ti含量为0.3%～1.0%的Mo-Ti合金.通过力学性能实验、光学显微镜观测和SEM分析,对Mo-Ti合金的性能和组织结构进行研究分析.结果表明,在Mo粉中添加TiH2所制备的合金比纯钼金属具有更好的拉伸性能,并且当Ti含量为0.8%时合金的力学性能最好;合金元素Ti除部分固溶到钼基体外,还在晶粒之间和晶粒内部生成(Mo, Ti)xOy弥散相,这些(Mo, Ti)xOy弥散相的生成,一方面净化了晶界氧,使晶粒之间的孔隙减少,同时也阻止晶粒在烧结时的晶粒长大,有利于合金性能的提高;但Ti添加量过多时,会使晶界之间产生过量的(Mo, Ti)xOy质点,使晶粒之间的结合能力减弱,对合金性能产生不利影响.     

纳米晶W-Ni-Fe粉末的流变行为和烧结特性

研究了W-Ni-Fe纳米晶粉在注射成形中喂料的流变行为.纳米晶W-Ni-Fe粉采用机械合金化(MA)的方法制备,并将其与蜡基粘结剂混合形成1种喂料.讨论了MA球磨时间、纳米晶粉末体积和温度对喂料流变性的影响及采用MA制备的W-Ni-Fe纳米粉末的烧结特性.结果表明随着球磨时间增加,喂料的粘度以及粘度对剪切速率的敏感性降低,因此,在较长的球磨时间下,这种粉末喂料的流动性和成形性较好;随着粉末体积的增加,喂料的粘度遵循公式η=ηοA[1-(φ/φm)]     

高能球磨钨基高密度合金超细粉末的烧结

研究了采用行星式高能球磨机球磨后的９７Ｗ－２Ｎｉ－１Ｆｅ（质量分数,％）高密度合金混合粉末的特性和烧结行为．实验结果表明,球磨可以生成纳米晶粉末和Ｗ的超饱和固溶体,产生大量的缺陷,促进烧结致密化,在１２５０～１４２０℃固相烧结时可以达到几乎全致密和得到非常细的晶粒．作者还对烧结过程中出现的问题进行了初步探讨．     

纳米钨合金粉末常压烧结的致密化和晶粒长大

高密度合金由于具有密度和强度高、延性好等一系列优异的性能,在军工上被用作动能穿甲弹材料.纳米材料被认为是21世纪应用前景非常广阔的新型材料,采用纳米粉末可望大大细化钨合金晶粒,显著提高合金的强度、延性和硬度等力学性能,因而是制备新型高强韧高密度钨合金的很重要的研究方向.作者采用机械合金化(MA)工艺制备了纳米钨合金复合粉末,研究了纳米钨合金粉末在常压氢气气氛中的烧结致密化和在烧结过程中的W晶粒长大行为.同时,指出了在液相烧结时存在的问题,即W晶粒加速重排、产生晶粒聚集与合并,迅速发生W晶粒长大,在较短时间内液相烧结时,W晶粒尺寸又长大到接近传统高密度合金水平.研究结果表明,MA纳米粉末促进了致密化,使致密化温度降低100～200℃;在一般固相烧结温度时可以得到晶粒粒径为3～5μm的细晶高强度合金.