高能球磨过程Fe_Ni机械合金化特点
- 格式:pdf
- 大小:425.83 KB
- 文档页数:5
摘要钨基高密度合金因具有高密度和优异的力学性能而得到了广泛的应用。
本文采用光学显微镜、扫描电镜、x—ray衍射、室温拉伸和室温冲击等手段,系统地研究了合金成分、烧结方式、热处理对钨基高密度合金力学性能的影响。
试验结果表明,氢气烧结态合金的拉伸强度随着w含量由90%(质量百分比,下同)增加到95%时有所提高,而当w含量进一步提高时,合金的拉伸强度略有降低。
伸长率和冲击韧度随着w含量由90%增至97%时逐步减小。
添加Re对钨基高密度合金力学性能有显著的影响,当Re含量为0.5%时,合金的伸长率和冲击韧度略有降低,但抗拉强度有较大幅度的提高,Re含量继续增加时,尽管合金的强度有所提高,但合金的伸长率和冲击韧度降低幅度较大。
真空烧结不仅能避免氢气烧结时所引起的氢脆现象,而且可以改善液相对固相的润湿性,因此真空烧结态合金的力学性能高于氢气烧结态合金;真空/压力烧结能较大幅度地改善合金的力学性能,这主要是因为真空/压力烧结不仅能避免氢气烧结时所引起的氢脆现象,而且能有效地减少和消除合金中的孔隙。
钨基高密度合金热处理实验证实,真空退火、固溶淬火对钨基高密度合金力学性能有显著的影响。
真空退火能有效地提高合金的力学性能,这是由于真空退火能减少氢气烧结态合金中的氢脆,并且使镍和铁在钨中的扩散层增厚,界面结合力提高;合金经固溶淬火后在钨一钨界面出现一种类似于基体相的韧性相,从而提高了界面结合强度,合金力学性能显著提高;经固溶淬火后,Ni/Fe比为7/3和9/1的合金其拉伸强度和冲击韧度同时得到提高,且Ni/Fe比为9/l的合金较Ni/Fe比为7/3的合金性能提高更为显著,这是由于抑制了B相(WNi4)在钨颗粒与粘结相的晃面上及粘结相中析出。
关键词:高密度合金,成分,烧结,热处理,性能ABSTRACTExtensiVeresearchhasbeenc秭edoutonThI玛sten_basedheaVyalloys(wHAs)becauseoft圭leirexcellentmechallicalpropeniesandhi曲densities.Inthiswork,Ⅱleefrectsofcomposition,simeringmetllodsa芏1dheat—trea恤entson也emechanicalpmpeniesofWHAsweresystematicallystudiedbymeallsofopticalmicrosc叩y,sc锄ingelectronmicroscopy(sEM),x—raydifh.action(xRD),tensiletest,andimpacttest.T11rou曲investigatingt11eef!E.ectofWcontemontllemecha工licalpropeniesofwHAssiIlteredillhydrogen,itisshownthatthetensilestrengthincreaseswithWcontemincreasillg舶m90%(weight曲ction)its缸tllerincrease.And吐leto95%andmendecreasesslowlywithWcontemincreasingelongationa11dimpacttoughnessdecreasewitllfrom90%to97%.T11rouglladdingO.5~1.5%ReinWHAs,itisshownthatthetensilestrengmofwHAsincreasesconsidemblyaccompanyingwithmeslowdecreasesoftensileelongationandiInpacttoughness州mRecontentincreasingtoO.5%aIldⅡ1etensileelongationa11dimpacttougllllessdecreaserapidlyaccompanyingwithmemr山erincreaseoftensiles仃en垂hwitllRecontentincreaSing疗omO.5%to1.5%.sneredinBycomparingmemechanicalpropertiesofspecimensVacuumwitllt110sesinteredinhydrogen,itisfbundtllatVacuums协teringleadstotheincreaseofthemechanicalpropertiesofWHAsbecauseoftheeliminationofhydrogenbrittlenessandtheimprovementofme、vetpropertiesforNi—Febilldphaseduringsimering.ByinVestigatingmeefrectofvacuum/pressuresinteringonthemechallicalpropeniesofWHAs,itisfoundthatmemechanicalpr叩emesofWHAsareirnpmvedbyVacullII昨ressuresinteringbecauseoftlleeliminationofhydrogenbritclenessandtlledecreaseofcavities.mech砌calByinVestigatingmee矗bctofvacuumannealingon也epropertiesofWHAs,itisf.oundtllatvacuuma11nealir培leadsto廿leincreaseofthemechanicalpmpenie8becauseofmeelimina:tionofhy曲ogenbrittlenessand仕Ieincreaseofmedifmsionlayer.Throu班inVestigatir培meefrectofsolid—solutio—、Ⅳater.quenchontllemechallicalpmpeniesofWHAs,itisshowntllattllemechallicalpropeniesofWHAsareimproVedbysolid-solution/water-quenchbecauseof也eappearallceofnewphase.Anditisalsofoundmatundersolid-solmion/water_quenchstatemebestratioofnickeltoironmovedf}om7/3tol9/1becausetheheat-treatmentise腧ctiVetoi11tlibit出eprecipitationofwNi4.KEYWoImS:Tungsten-basedheavyalloys(wHAs),CoInposition,Sintering,Heat—trea廿nent,propenies原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
机械合金化方法制备fe-si纳米晶粒子的研究
机械合金化是一种新兴的材料制备方法,其基本原理是通过高能球磨
技术将两种或多种化合物混合,使其快速合成成新材料。
本文以机械合金
化方法制备Fe-Si纳米晶粒子为研究对象,具体步骤如下:
1.准备原料:采用纯度较高的Fe和Si粉末作为原料,加入适量的球
磨介质(如球磨钢球或陶瓷球)。
2.开始球磨:将混合后的原料放入球磨器中,启动球磨器,进行球磨
过程。
球磨时间应根据所需纳米晶粒子的大小和形状而定,通常为几十个
小时到几百个小时不等。
3.分散液体制备:球磨完毕后将固体颗粒取出,加入一定量的有机物(如甲苯、正庚烷等)并进行超声处理,得到均匀的分散液体。
4.热处理:将分散液体置于高温下进行热处理,使其发生晶粒生长。
热处理温度、时间及冷却方式根据实际需求确定。
5.纳米晶粒子制备:热处理完毕后将样品取出,经过干燥、研磨等后
处理,即可得到所需的Fe-Si纳米晶粒子。
机械合金化方法制备Fe-Si纳米晶粒子具有以下优点:操作简便、成
本低廉、能够制备出高纯度、均匀尺寸的纳米晶粒子,适用于大规模生产。
但也存在一些问题,如球磨时间过长易导致结构及性能不均匀,需要通过
优化工艺条件解决。
高能球磨法综述.总结高能球磨法研究进展高能球磨法研究进展摘要:复合材料的性能与应用和其合成所用的粉体密切相关,合成粉体的方式是提高材料特性的重要途径。
高能球磨法相比于传统方法,有着反应温度低、产量大和粉体粒径分布均匀等优点,使得其在合成粉体中有重要作用。
本文综述了高能球磨法(机械力化学法)在合成粉体方面的具体原理、影响因素和当前研究进展,并进一步展望这种方法在未来的发展前景。
关键字:高能球磨、机械力化学、粉体合成、纳米制备传统上,新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温(热能) 或化学变化来实现的。
按照反应体系的状态,目前合成超细功能粉体的方法可分为固相法、液相法和气相法;若根据合成原理则可分为物理法和化学法。
这些方法在粉体合成方面得到了广泛的应用,但也发现存在着各自的不足。
例如,物理法可制得粒径易控的超细粒子,但所需设备昂贵;化学法成本低,条件简单,易于通过过程控制和调整粒子大小,但适用范围窄,流程长,收率低,无法工业化生产[1]。
高能球磨(high-energy ball milling)又被称为机械力化学(mechanochemistry),是将物理法和化学法结合,其基本原理是晶体物质通过超细磨的过程中,机械力的作用可以启动其化学活性,使得通常需要在高温下进行反应能在较低的温度下进行。
因此,高能球磨法可以合成一般化学方法和加热方法所不能得到的具有特殊的超细粉体。
这种独特的性质让这种粉体制备方法制备出特殊的超细粉体,使复合材料的合成工艺水平大大提高。
因此,本文综述了高能球磨法的最新发展并展望了其在未来的发展趋势。
1. 高能球磨法的原理与特点高能球磨法是通过球磨机的转动或振动使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌,能明显降低反应活化能、细化晶粒、增强粉体活性、提高烧结能力、诱发低温化学反应,最终把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法。
其主要原理分为以下几个步骤:(1)晶粒细化通过球磨过程以及反复碰撞和碾碎,使得放入的原始粉末逐渐变小直到纳米级别,随后粉末原子中表面产生一系列的键断裂,晶格产生缺陷,然后缺陷不断扩大化,在球磨罐中形成了一系列随时间增多的无序。
高能球磨法的原理和特点《聊聊高能球磨法的那些事儿》咱今儿就唠唠这高能球磨法,这可真是个有意思的玩意儿。
你可别被它这高大上的名字给唬住了,其实啊,简单来说,它就像是个超级大力士,把各种材料扔到一个大罐子里,然后咣咣咣一顿猛搓揉。
这原理呢,就是通过球磨机里的那些个小球,高速运动去撞击、碾压要处理的材料。
想象一下,那些小球就像一群疯狂的小战士,在罐子里横冲直撞,把材料打得服服帖帖。
要说这高能球磨法的特点,那可多了去了。
首先呢,它就像个大力水手,力气超级大,可以把那些硬邦邦的材料变得粉碎。
而且哦,它可没啥挑的,不管你是金属啊、陶瓷啊还是其他啥稀奇古怪的东西,它都能照单全收,统统给你搞定。
还有一点特别神奇,它还能让不同的材料之间发生奇妙的“化学反应”。
就好像把一群陌生人扔进一个房间,经过一番折腾之后,他们之间就产生了新的关系。
通过球磨,不同的原子啊啥的就可能会重新组合,生成一些新的东西。
而且啊,这高能球磨法还有个特别好的地方,就是它特别“吃苦耐劳”。
你不用给它准备什么高级的环境,也不用小心翼翼地伺候它,它就能给你好好干活。
我觉得啊,这高能球磨法就像是我们生活中的那些默默无闻但又超级能干的人。
平时可能不太起眼,但是一旦需要,就能发挥出巨大的作用。
想象一下,如果没有高能球磨法,我们的好多材料可能就没办法那么容易地被加工处理,好多新的发明、新的产品可能就出不来。
它就像一个幕后英雄,默默地为科技的进步贡献着自己的力量。
总之呢,这高能球磨法虽然原理听起来好像挺简单的,但它的作用那可是不容小觑。
特点嘛也是多多的,又能打又耐用,还能创造奇迹。
下次要是再听到有人提起高能球磨法,可别觉得陌生啦,它其实就在我们生活的方方面面发挥着作用呢!。
高能球磨对雾化Fe基软磁粉末结构及性能的影响周娟;刘华山;肖于德;王伟【摘要】高能球磨气雾化水收集的Fe784Cu0.6Nb25Si9589软磁合金粉末,采用扫描电镜(SEM)和x射线衍射仪(XPd))分析球磨粉末的晶体结构及微观应变,采用振动样品磁强计(VSM)N试球磨粉末的磁滞回线。
结果表明,未经球磨的Fe78.4Cuo6Nb25Si9,B9合金粉末形状多为球形或椭球形,平均粒径为93.02μm,主要物相为α—Fe(Si)相和少量非晶相;随球磨时间延长,粉末的扁平率增大,粒度减小;晶格微观内应变增大,晶格畸变加剧,非晶含量增加;α-Fe(Si)相对应的(110)峰宽化,(200)和(211)峰的强度减弱,且整体向小角度方向偏移;α—Fe(Si)相的晶面间距增大;粉末的饱和磁感应强度Bs 基本不变、矫顽力Hc增大。
综合可得,过度球磨不利于材料磁损耗性能的提高。
【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2013(018)002【总页数】6页(P211-216)【关键词】雾化粉末;高能球磨;磁性能;结构【作者】周娟;刘华山;肖于德;王伟【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】TF123Fe基软磁金属粉末具有较大的饱和磁化强度及良好的高频应用特性。
对此类粉末进行扁平化处理后产生的形状效应可以使其在微波频率范围内获得较高的复磁导率和较低的涡流损耗。
因而,片状金属磁粉在电磁波吸收剂领域具有很好的应用前景[1−6]。
雾化法制备的金属软磁粉末具有化学成分、粒度容易调控和粉末的成分均匀、纯度高等优点,但雾化粉末的形貌难以实现片状结构[7−8],而高能球磨法制备片状金属粉工艺简单、效率高[9]。
因此,采用高能球磨方法处理雾化磁粉是获得片状磁粉的有效途径[10]。
目前,可见通过高能球磨的手段对雾化粉末进行增氧、改善其烧结性能的报道[11−13],但尚未见有采用高能球磨处理的气雾化水收集Fe78.4Cu0.6Nb2.5Si9.5B9粉末磁性能变化的详细报道。
机械合金化法制备fe—si纳米晶合金
机械合金化法是制备纳米晶合金的一种常用方法。
本实验采用机械合金化法制备
Fe-Si纳米晶合金。
首先,粉末的Fe和Si按照摩尔比例制备成为一个混合粉末,将粉末放入球磨罐内,并在其中添加少量的二氧化硅球,以提高球磨效率。
接下来,进行球磨,对混合粉末进行机械合金化。
球磨过程中,分别对球磨时间为2h、4h、8h、16h的样品进行分析,以探究机械合金化时间的影响。
通过X射线衍射分析,可以看出球磨时间对样品的晶粒度有显著的影响。
随着球磨时
间的延长,样品的晶粒度逐渐减小。
同时,X射线衍射图谱显示出与Fe-Si合金衍射峰对
应的衍射峰,说明合金已经形成。
透射电子显微镜观察Fe-Si纳米晶合金的显微结构,发现样品的晶粒大小在2-10nm之间,同时呈现出均匀的分布。
这进一步证明了机械合金化的有效性和可行性,并且丰富了
人们对纳米晶结构的认识。
通过热重分析和差热分析,可以发现样品的热稳定性得到了显著提高,其中包括固相
扩散、晶界扩散和超顺磁性的贡献。
此外,样品的磁性质也发生了改变,呈现出更强的磁性。
总之,机械合金化法是一种效率高、成本低、产量大的制备纳米晶合金的方法。
在此,我们成功地制备了Fe-Si纳米晶合金,并对其进行了全面的分析和表征。
这将有利于进一
步研究纳米晶合金的性质和应用。
镍铝合金催化剂镍铝合金催化剂是一种重要的催化剂材料,具有广泛的应用前景。
本文将从镍铝合金催化剂的定义、制备方法、催化性能以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、镍铝合金催化剂的定义镍铝合金催化剂是由镍和铝两种金属元素组成的合金材料,具有优异的催化性能。
镍铝合金催化剂通常采用高温合成方法制备,通过控制合金化过程中的温度、压力、合金化时间等参数,可以调控合金的组成和晶体结构,从而获得具有良好催化活性和选择性的催化剂。
1. 机械合金化法:将镍和铝的粉末按一定比例混合,经过高能球磨或挤压等方法进行机械合金化反应,然后通过热处理使其形成镍铝合金催化剂。
2. 化学合成法:通过溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热合成法等化学合成方法,利用金属盐溶液和还原剂进行反应,生成镍铝合金催化剂。
三、镍铝合金催化剂的催化性能镍铝合金催化剂具有很高的催化活性和选择性,主要体现在以下几个方面:1. 催化剂的活性中心:镍铝合金催化剂中的镍和铝元素能够形成一些具有较高催化活性的金属间化合物,这些化合物在催化反应中起到活性中心的作用,提高了催化剂的催化活性。
2. 催化剂的表面性质:镍铝合金催化剂具有较大的比表面积和丰富的表面缺陷结构,这些特性有利于催化剂与反应物之间的相互作用,提高了催化剂的催化效果。
3. 催化剂的稳定性:镍铝合金催化剂具有较好的热稳定性和抗中毒性,能够在高温、高压、强中毒等严苛条件下保持较好的催化活性。
四、镍铝合金催化剂的应用领域镍铝合金催化剂在多个领域中具有广泛的应用前景,主要包括:1. 化学工业:镍铝合金催化剂可用于合成氨、合成甲醇、合成乙烯等重要的化学反应中,提高反应速率和选择性。
2. 石油工业:镍铝合金催化剂可用于重油加氢脱硫、裂化转化等石油加工过程中,提高产品质量和产率。
3. 环境保护:镍铝合金催化剂可用于废气处理、污水处理等环境保护领域,实现有害气体的高效转化和有机废水的降解。
4. 新能源领域:镍铝合金催化剂可用于燃料电池、水裂解等新能源技术中,提高能源转化效率和储氢性能。