機械合金化及其在新材料開發(fā)研制中的應(yīng)用-資料下載頁
2025-01-27 00:09本頁面
【正文】 ? 金屬間化合物 金屬間化合物的缺點是室溫塑性過低 ， 使其應(yīng)用受到限制 。 晶粒細化是提高任何金屬間化合物塑性的有效方法 。 利用高能球磨制備金屬間化合物 ， 使其具有超細組織 ， 甚至達納米晶 ， 可望克服室溫塑性差 ， 改善室溫加工性能 。 在極細的晶粒下 ， 某些金屬間化合物可以超塑性成型 ， 當要求高溫強度時 ， 可在成型后通過熱處理使晶粒長大 。 AlTi系合金在航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它的純組元熔點相差很大，用高能球磨制備比熔煉法更優(yōu)越。最近德國學者則針對 TiAl金屬間化合物的實用目標，采用高能球磨和熱等靜壓研制了完全致密的 TiAl金屬間化合物。 一綜述性文獻中指出，已有通過高能球磨技術(shù)使 TiAl合金試樣的室溫延性達 5%。高能球磨為 TiAl性能的改善提供了一個新的途徑。可見，應(yīng)用高能球磨技術(shù)將有可能使 TiAl系金屬間化合物盡早走向?qū)嵱没? ? 原位生成納米晶復合結(jié)構(gòu)材料 ? 納米晶金屬和合金是近年來發(fā)展起來的一種新型材料 ,是當今材料研究領(lǐng)域中的一大熱點 ， 一般采用原子沉積法制備納米晶材料由于其晶粒尺寸極小 ， 界面組分占很大比重 ，因而導致一系列特異的光 、 電 、 熱和磁學及力學性能 。 近年來的研究表明 ， 可通過高能球磨合成納米晶粉末 ， 其形成納米相通常是由很多納米晶粒組成的具有微米量級直徑的顆粒 。 ? 作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用 ， 將納米晶粉末制備成塊體材料時 ， 首先遇到納米晶材料的組織長大問題 。 有限的研究報導中采用熱軋或高壓熱固化技術(shù)對球磨生產(chǎn)的粉末進行加工 ，已制備出 TiAlNb系及 Al3Fe金屬間化合物的塊狀納米晶材料 ， 熱加工后晶粒尺寸有所增加 ， 其塊材的維氏硬度分別高達 521及 460Kg/m2,表現(xiàn)出優(yōu)異的力學性能 。 其次 ， 納米晶材料由于是一非平衡態(tài)材料 ， 其在使用過程中 ， 特別是在高溫條件下使用 ， 也存在組織的穩(wěn)定性問題 ， 即如何使其優(yōu)異的力學性能不會在使用過程中喪失 。 ?一個可能的解決辦法是采用復合納米晶組織。近期的研究表明高能球磨不單導致固態(tài)合成反應(yīng)和固態(tài)還原反應(yīng)的發(fā)生，還可發(fā)生固態(tài)復合反應(yīng)，從而使其做為制備原位生成復合材料的一種反應(yīng)合成方法成為可能，而且具備較大的靈活性。一個主要研究思路就是利用高能球磨工藝制備固態(tài)原位反應(yīng)生成的納米晶塊體復合材料，以圖一舉解決其制備和應(yīng)用中的組織穩(wěn)定性問題 五、機械合金化功能材料開發(fā) ? 高能球磨碳熱還原低成本超細 AlN陶瓷 用機械力活化法合成了納米晶氮化鋁，與通常氧化鋁碳熱還原反應(yīng)合成法氮化鋁工藝相比，氮化鋁合成溫度大幅度降低，由 1650℃ 以上降低至 1300℃ ，反應(yīng)時間縮短，由常用的 6～ 8h縮短到 3h。研究了高能球磨對氧化鋁碳熱還原反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)：氧化鋁經(jīng)高能球磨活化后，碳熱還原反應(yīng)得到促進，氮化鋁的開始生成溫度下降，如氧化鋁經(jīng)高能球磨活化 40h，碳熱還原反應(yīng)合成氮化鋁在1100℃ 就可開始，在 1300℃ 反應(yīng)就可進行完全。認為球磨造成的晶粒細化及由顯微應(yīng)變代表的晶格的不規(guī)則化是球磨活化促進碳熱還原反應(yīng)的主要原因。 1100 1200 1300 1400 1500 16000 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 0氮化鋁生成量（wt%)反應(yīng)溫度（℃） 球磨粉 原始粉0 1 2 3 4 5 60 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 0氮化鋁生成量（wt%）反應(yīng)時間（h ） 球磨粉 原始粉 ? 大容量 MgNi儲氫合金 從合成制備方法看， MgNi合金的制備方法有三種：高溫熔煉法、固相擴散法、機械合金化法。熔煉法由于 Mg、 Ni的熔點和蒸汽壓相差較大比較困難，而且熔煉所得的合金組織粗大，活化性很低，放電容量很小。固相擴散法比熔煉法要求的條件溫和，制備樣品活性高。而高能球磨機械合金化法是近年來出現(xiàn)的一種新的制備合金的方法，特別適用于 MgNi合金的制備，而且該法制備的合金電極電化學性能特別優(yōu)異，容量大、活性高。 ? 具有高溫強度的高導電銅基合金 具有高電導和／或高熱導的 Cu基合金已在光學及電學領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域還需要一定的高溫強度或高溫抗軟化性能。 通常用鍛造＋熱處理方法來制備 CuCr和 CuZr合金。但是用通常的方法卻不易將氧化物顆粒彌散于 Cu基體中。近年來用高能球磨將元素或氧化物顆粒彌散分布于 Cu基體中，已成功地制備出保持高熱導、高電導性能的高強度 Cu基合金，如 CuMo、Cu/Al2O Cu/ZrO2等。高能球磨既可控制基體成份、又可控制氧化物彌散體的分散度，并集氧化物彌散強化及溶質(zhì)強化的優(yōu)點于一體。由高能球磨制備的 Cu/ZrO2復合材料， ZrO2顆粒間距細至 100nm之內(nèi)，尺寸為 2050nm的 ZrO2顆粒可有效地阻止合金在加熱過程中的晶粒長大，從而可穩(wěn)定諸如晶界和位錯等缺陷，具有相當高的高溫強度。 為進一步提高強度和導電性，我們正在開展原位生成導電強化相 Mo2Si增強的 Cu基復合材料。 六、機械合金化的前景 高能球磨技術(shù)作為開發(fā)應(yīng)用新材料的有力工具 ，徹底打破了傳統(tǒng)的冶煉生產(chǎn)合金的方法 ， 并可制備傳統(tǒng)冶煉及快速凝固方法都難以合成的 、 具有一系列獨特性能的各種新型合金 ， 而且成本低 ， 產(chǎn)量大 ， 工藝周期短 。 通過隨后的熱處理或熱固化工藝還可獲得一系列大塊穩(wěn)態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)材料 ， 工業(yè)化生產(chǎn)前景十分誘人 。 今后除應(yīng)繼續(xù)大力加強高能球磨基礎(chǔ)理論研究，拓寬其研究范圍外，更應(yīng)充分利用高能球磨技術(shù)開發(fā)實用新型材料。高能球磨制備的彌散強化高溫合金和高比強結(jié)構(gòu)材料作為商用材料已廣泛地應(yīng)用于飛機發(fā)動機的諸多部件上。開發(fā)航空航天、化工及汽車工業(yè)中用于耐高溫、抗氧化、耐腐蝕的惡劣環(huán)境下的輕質(zhì)新型結(jié)構(gòu)材料，并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，高能球磨技術(shù)將顯示巨大的潛力和優(yōu)勢。 謝謝大家 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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