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。     

Al—12Ti机械合金化过程的结构演变

采用三种不同类型的球磨机对高Ａｌ含量的Ａｌ－Ｔｉ元素进行球磨试验，研究了其结构演变的特点和影响因素．Ａｌ－Ｔｉ混合粉末在高能球磨过程中的结构演变与球磨输入能量有很大关系，输入能量高的球磨方式能导致Ｔｉ完全过饱和固溶于Ａｌ中，甚至形成部分非晶相和Ｌｌ２有序相；中等输入能量只能形成过饱和固溶体，不能形成非晶相；输入能量较低则不能使Ｔｉ完全溶于Ａｌ．球磨输入能量还对最终球磨态粉末的畸变程度和晶粒大小有重要作用，输入能量高的球磨机制备的机械合金化粉末的畸变明显高于另外两种球磨机制备的粉末，且晶粒更细．高的畸变和细的晶粒可能是促进部分非晶化的原因之一．     

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.     

机械合金化制备γ－TiAl＋Ti_2AlN纳米复合材料

研究了Ｔｉ_（５０）Ａｌ_（５０）混合粉末在氮气氛的机械合金化过程。球磨３０ｈ后Ｔｉ_（５０）Ａｌ_（５０）混合粉末已形成非晶合金；经适当的热处理，可原位形成纳米复合材料γ－ＴｉＡｌ＋Ｔｉ_２ＡｌＮ。     

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。     

机械合金化制备γ—TiAl＋Ti2AlNl纳米复合材料

研究了Ｔｉ５０Ａｌ５０混合粉末在氮气氛的机械合金化过程，球磨３０ｈ后Ｔｉ５０Ａｌ５０混合粉末已形成非晶合金；经适当的热处理，可原位形成纳米复合材料γ－ＴｉＡｌ＋Ｔｉ２ＡｌＮ。     

机械合金化制备的Fe-Co-Nb-B纳米晶材料磁性

采用机械合金化方法,在摆振式高能球球磨机上制备Fe-Co-Nb-B纳米晶合金粉末,计算球磨后应力带来的晶格畸变对X射线衍射峰宽化的影响.样品有较高的比饱和磁化强度和矫顽力,在1 073 K烧结后,虽然消除了内应力的影响,但也使晶粒尺寸有所长大.     

机械合金化制备Fe—Ni系纳米粉末的马氏体相变

采用机械合金化技术制备了Fe-Ni系纳米分末,利用X射线衍射仪分析了不同含Ni量的Fe-Ni粉经不同球磨时间机械合金化后的相组成。研究表明,Ni含量对机械合金化过程中相转变趋势有重要影响,对Ni含量低于30%的Fe-Ni粉末,机械合金化过程中发生了马氏体相变。当Ni含量高于35%,随球磨时间的延长,在球磨初期产生的马氏体会向奥氏体转变,发生逆转变。     

机械合金化制备Ti-Al-Si纳米金属间化合物

4种成分的Ti-Al-Si颗粒T3，T4，T5和T6通过球磨获得非晶．这些非晶在退火时的结构变化分为3个阶段：（1）球磨非晶的部分晶化并产生Ti5Si3；（2）其余非晶的完全晶化并依赖于颗粒中Ti和Al的组成产生钛铝金属间化合物，（3）粉末中各相的晶粒长大．晶化反应依粉末成分产生Ti3Al，TiAl和Al3Ti.Ti5Si3是晶化反应的唯一硅化物.低于800℃退火可获得纳米晶。     

互不溶合金体系的机械合金化研究

综述了近年来互不溶合金体系机械合金化的研究进展,着重分析了机械合金化过程中的非平衡态相变,以及制备得到的过饱和固溶体、非晶和纳米相复合结构等亚稳相的转变机制及其特殊的力学和物理性能.     

Mg-Zn-Al系合金组织和力学性能

通过调整Mg—Zn—Al系合金中Al和Zn的含量及比例,研究了其组织和力学性能变化规律．Mg—Zn—Al系合金组织由α-Mg基体和β相(Mg17Al12)、MgZn相、T相(Mg32(Al,Zn)49)组成．AZ51合金具有最高的常温抗拉强度,但屈服强度较低：AZ95和AZ55合金同时具有较好的常温抗拉强度和屈服强度．合金元素较少的合金高温强度低,合金元素多的合金强度高,AZ95合金具有良好的高温抗拉强度和屈服强度．常温和高温下,Mg—Al—Zn合金的塑性均随合金元素的增加而降低．     

机械合金化中碳元素对Fe-Al合金微观结构的影响

用机械合金化方法制备了一系列粉末合金Fe-(10-x)Al-xC(wx=0,0.2%,1%,2%),用X射线衍射方法对合金粉末微观结构进行研究分析.通过实验发现,在Fe-Al合金种加入少量的碳,可以使Fe-Al合金晶粒细化.当碳的质量分数为1%时效果最好.为了研究球磨时间对生成合金结构的影响,对球磨30 h和60 h后的Fe-9Al-1C合金晶粒尺寸进行分析.     

Microstructure and Mechanical Properties of FeAl Intermetallics Prepared by Mechanical Alloying and Hot-Pressing

FeAl intermetallics were prepared by mechanical alloying and vacuum hot-pressing. The Fe-48 at.% Al powder was ball-milled for 3-12 h, producing a solid solution structure of Fe (Al) with trace Al (Fe). Subsequent vacuum annealing or hot-pressing introduced phase transformations into the FeAl (B2) intermetallics and Al2O3 inclusions. The hot-pressed FeAl intermetallics possess a high flexural strength of 831 MPa and a fairly good strain at break of 3.2%. The results show that the addition of 0.5 at.% B redu...     

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．     

铝锡轴承合金的摩擦磨损机理与性能

铝锡轴承合金对大型载重汽车、坦克、高速汽车、拖拉机等的高速高压柴油机的发展有重要的意义。提高铝锡合金的耐摩擦磨损性能可节省大量能源并延长零件的使用寿命,如何取得具有优良的耐摩擦磨损的铝锡合金成为研究的重点。本文介绍了提高铝锡合金的耐摩擦磨损性能的措施及其影响因素,总结铝锡合金中锡元素含量改变、合金元素的添加、热处理与制备工艺的改变对铝锡合金的显微组织以及耐摩擦磨损性能的影响。     

机械合金化法制备Cu-Ti-Zr基非晶合金

采用机械合金化法成功制备Cu40Ti60-xZr(x=0,10,30,50)非晶合金.研究Cu-Ti-Zr合金粉末由晶态向非晶态转变过程中的组织结构变化,探讨非晶合金的形成机制,以及非晶合金的热稳定性和晶化产物.结果表明,非晶合金直接从初始元素得到,在反应过程中没有金属间化合物出现,非晶化过程可以由间隙扩散模型来解释.Cu40TixZry非晶粉末的DSC分析表明,随着Ti含量的降低和Zr含量的升高,非晶粉末的晶化温度Tx逐渐升高,对非晶粉末在相应的Tx温度附近退火15min后发现,Cu40Ti30Zr30合金没有析出相,Cu40Ti1Zr50析出了Zr2Cu,Cu4Ti和少量的一些未知相.     

提高高铝锌合金高温性能及耐磨性的研究

以高温硬度作高温强度和耐磨性的参考评价指标，试验研究了铝，铜，硅，锰等含量对高铝锌合金高浊硬度的影响，并由此而研究出Ｚｎ－Ａｌ４３，型高铝锌合金的耐磨性优于高强度锌合金ＺＡ２７和挤压加工铝青铜ＱＡｌ１０－３－１．５，故有可能进一步扩大高铝锌合金的应用范围。     

Fe-Ni磁性材料机械合金化的成分及组织特征研究

用扫描电子显微镜、X射线能谱仪及X射线衍射仪考察分析了Fe和Ni混合粉末的机械合金化过程及其组织特征,得出结论Fe和Ni粉末的机构合金化是通过片层间的扩散进行的;球磨10h后,Fe和Ni粉末发生合金化;进一步球磨,已合金化的粉末又会发生相变。