简介:通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和动态热机械分析仪(DMAQ800)等分析手段研究粉末冶金法制备的Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W(原子分数,%)合金微观组织对其阻尼性能的影响。研究结果表明:Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W合金初始组织为近γ组织,其阻尼性能最差,在振幅为100μm时,损耗因子仅为0.007;在1330℃下保温15min空冷可获得细小全层片组织,层片晶团的平均尺寸约为200μm,其损耗因子在振幅为100μm时达到0.012。随温度升高或保温时间延长,层片尺寸和晶团尺寸明显增大,合金阻尼性能下降,保温120min时层片晶团的平均尺寸约为510μm,其损耗因子在振幅为100μm时为0.009。细小全层片的阻尼性能最好,而双态组织的阻尼性能介于近γ组织和细小全层片组织之间。
简介:采用粉末注射成形工艺制备含钕的钛合金TixNd(x为Nd的质量分数,%),采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针以及硬度和力学性能测试等分析手段,研究钕对注射成形钛合金中氧的分布及力学性能的影响,并分析钕的最佳添加量。结果表明:随钕含量增加,合金的密度和伸长率先增加后降低,其中Ti15Nd的性能最优异,其相对密度为98.2%,强度和伸长率分别达到634MPa和6.5%,比纯钛分别提高248MPa和6.5%。纯钛的断裂面呈现解理断裂特征,而Ti15Nd为延性断裂。添加钕能提高钛合金的致密度,并且钕能吸收周围钛基体中的氧原子形成氧化钕,调节TixNd合金中氧的分布,从而有效提高合金的强度和韧性。计算证明氧化钛的分解和氧化钕的形成在热力学上是可行的。建立Ti-Nd扩散模型,考虑钕的蒸发和氧化等因素,计算得出钕的最佳添加量(质量分数)约为4.3%。
简介:为研究钨合金粉末热等静压(HIP)的致密化行为,采用MSC.Marc中的Shima模型针对93W-4.45Ni-2.2Fe-0.3Co-0.05Mn穿甲弹常用材料的热等静压成形过程进行模拟研究,分析钨合金粉末颗粒与包套随温度、压力加载的变化过程。为验证数值模拟的结果,进行热等静压工艺试验。结果表明:压坯的相对密度分布、变形趋势与实验结果符合得较好,径向周长误差最大,相对误差为5.6%,轴向相对误差为1.62%,轴向精度优于径向,致密度平均相对误差仅为1.4%。对于简单的柱状试件,采用数值模拟的方法可以形象、准确地预测包套的变形及粉末的致密化过程,数值模拟的方法可以为复杂结构包套的研究提供参考,从而实现热等静压过程的精确控形。
简介:以二水醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)和氢氧化钠(NaOH)为主要原料,在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)2种表面活性剂的协同作用下,170℃水热制备花状ZnO纳米粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(FTR)对该粉末进行表征,并研究CTAB与SDBS的配比以及反应时间对氧化锌形貌的影响。结果表明:2种表面活性剂按4:1的比例(物质的量比)配合使用,可充分发挥协同作用,在反应时间为1~5h条件下所得ZnO为六方相的花状结构,直径约2~3μm,这些微米花由厚度均一的纳米片组装而成。反应时间延长至10h时,花体开始塌陷,部分纳米片脱落。荧光光谱分析表明所得氧化锌微晶在紫外区和可见光区都有发射峰;紫外区发射峰的荧光强度随反应时间延长而降低,可见光区发射峰在反应时间为2h时荧光强度最大。
简介:以Mo、Nb、Si、Al元素粉末为原料,采用燃烧合成法制备名义成分分别为(Mo0.97Nb0.03)(Si0.97Al0.03)2、(Mo0.94Nb0.06)(Si0.97Al0.03)2、(Mo0.91Nb0.09)(Si0.97Al0.03)2与(Mo0.88Nb0.12)(Si0.97Al0.03)2等4种不同化含量的合金,研究其燃烧合成行为,分析燃烧合成过程中粉末压坯的燃烧模式、燃烧温度、燃烧波前沿蔓延速率以及产物组成。结果表明:随Nb含量增加,燃烧合成反应模式由螺旋燃烧逐渐转变为稳态燃烧。添加Nb、Al后,合金的最高燃烧温度升高,并随Nb含量增加呈现先升高后降低的变化趋势,其中(Mo0.91Nb0.09)(Si0.97Al0.03)2的燃烧温度最高,达到1924K,但燃烧波蔓延速率随Nb含量增加而逐渐降低。XRD结果表明:(Mo0.97Nb0.03)(Si0.97Al0.03)2合金主要由MoSi2构成,含有少量Mo(SiAl)2和Mo5Si3;(Mo0.94Nb0.06)(Si0.97Al0.03)2中开始出现NbSi2相,(Mo0.91Nb0.09)(Si0.97Al0.03)2和(Mo0.88Nb0.12)(Si0.97Al0.03)2合金中Mo5Si3的衍射峰强度进一步降低,而NbSi2的衍射峰略有增强,因而添加Nb有利于形成C40结构的NbSi2,同时抑制Mo5Si3的产生。SEM观察表明合金为多孔结构。
简介:采用超高重力场燃烧合成工艺,并从500g到2500g每间隔500g依次增大超重力场加速度,制备系列TiC-TiB2凝固陶瓷。经XRD、FESEM和EDS分析,发现陶瓷显微组织均由片晶的TiB2基体相、不规则的TiC第二相及少量的Al2O3夹杂与Cr基金属相组成。增大超重力场加速度,反应熔体内部各组份之间的对流(Stokes)加强,可加快Al2O3液滴的上浮与分离,促进TiC-TiB2-Me液相成分均匀化,使陶瓷显微组织得以细化,且当超重力场加速度超过2000g时,出现TiB2片晶厚度小于1μm的超细晶组织,同时随陶瓷基体上Al2O3夹杂量降低、TiB2片晶异常长大弱化,陶瓷组织均匀性提高。经FESEM断口形貌与裂纹扩展观察,发现TiB2基体相的裂纹桥接与拔出,并耦合晶间Cr基延性相增韧构成陶瓷的复合增韧机制,且随超重力场加速度增大,陶瓷的致密性与组织均质性得以提升,不仅促进TiB2基体相裂纹桥接与拔出,而且可增大Cr基延性对陶瓷增韧的贡献,使得陶瓷弯曲强度与断裂韧性分别同时达到最大值(975±16)MPa和(16.8±1.2)MPa·m^1/2。
简介:以钼粉及氧化锆粉为原料,采用不同的烧结工艺参数,在常压氩气气氛下烧结制备50%Mo-ZrO2金属陶瓷。采用四电极法测量该金属陶瓷的高温电导率,在1580℃下进行钢液和碱性熔渣侵蚀实验。结果表明:在烧结温度为1600~1650℃,保温时间为2~4h的条件下,随保温时间延长或烧结温度升高,烧结体更加致密,孔隙率下降;因而金属陶瓷的电导率提高,耐钢液和熔渣侵蚀性增强;在1600℃、保温4h条件下烧结的试样密度最大(6.49g/cm^3),高温电导率最高(1600℃下的电导率为101S/cm),耐钢液和熔渣侵蚀能力最强。钢液对金属陶瓷的侵蚀主要为Fe和Mo的相互溶蚀,熔渣对金属陶瓷的侵蚀主要作用于ZrO2陶瓷相,熔渣中的Al2O3取代金属陶瓷中的ZrO2。熔渣侵蚀过程中,CaO与金属陶瓷中的ZrO2发生反应生成高熔点CaZrO3相,阻止熔渣对金属陶瓷的进一步侵蚀。
简介:采用粉末微注射成形技术制得ZrO2阵列式微流道,研究粉末粒径和注射成形工艺对微流道性能的影响规律。结果表明:通过优化注射工艺参数可以有效避免注射坯中缺陷的产生;不同粉末粒径的试样烧结后,致密度和力学性能均随烧结温度的升高先增大后减小;中位粒径为200nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1500℃,致密度为99.5%;中位粒径为100nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1250℃,致密度为98.4%,均近完全致密。纳米级粉末的使用可有效降低烧结温度、提高力学性能;粉末粒径从200nm下降到100nm时,粗糙度值从1.92下降到1.32。烧结后的阵列式微流道的直径为(450±5)μm,具有很好的圆度,尺寸误差<1.5%。
简介:采用杂凝聚的方式制备CNTs(CNTs为碳纳米管Carbonnanotubes)分散均匀的3Y-ZrO2/CNTs混合粉体,热压后得到3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷块体材料。与普通球磨混料法制备的陶瓷样品进行对比,研究CNTs含量以及CNTs的分散性对3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的组织、密度、断裂韧性以及电学性能的影响,并分析CNTs对陶瓷的增韧机理。结果表明,采用杂凝聚处理有助于CNTs在3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷中的均匀分散,CNTs含量(质量分数,下同)为1.00%的3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的断裂韧性达到(18.13±0.50)MPa·m1/2,较球磨混料法制备的样品提高35.10%。陶瓷基体中均匀分散的CNTs不仅通过促进马氏体相变起到增韧作用,而且CNTs的桥联和拔出机制也直接起到增韧的作用。CNTs在陶瓷基体中均匀分散能大幅降低复合陶瓷的导通阈值。经杂凝聚预处理的CNTs含量为4.00%时,3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的电导率达到4.467S/m,比不含CNTs的3Y-ZrO2陶瓷高13个数量级;当CNTs含量为1.00%时,复合材料的相对介电常数达到6340,比未经杂凝处理的样品高2个数量级。
简介:采用湿磨-高能球磨法对高粒径比的6061Al粉末和SiC混合粉末进行预处理,利用真空热压烧结法制备SiCp/6061Al复合材料。用XRD、SEM、TEM、拉伸强度等测试方法研究球磨时间对复合粉末形貌及复合材料组织和性能的影响。结果表明:在球磨过程中铝粉和SiC颗粒形成复合聚合体,采用乙醇做控制剂,可有效地抑制冷焊反应发生;随球磨时间延长,复合聚合体逐渐变薄并最终断裂;聚合体中碳化硅的含量先增高后降低;铝粉中晶粒尺寸逐渐降低,位错增多;SiC颗粒发生碎化,在基体中分布更加均匀;复合材料的拉伸强度提高,可达到258MPa。
简介:以异丙醇铝为前驱体,HNO3为胶溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Al2O3膜。考察HNO3浓度对溶胶及薄膜的影响,通过TG-DTG,XRD,AFM,BET等表征手段对溶胶的稳定性及黏度,薄膜的热稳定性,物相组成,表面形貌,微孔结构及分布等进行综合分析。结果表明:随HNO3浓度增大,溶胶黏度增大,HNO3浓度为5mol/L时溶胶发生团聚;薄膜的热稳定性较好,高于500℃加热薄膜几乎没有质量损失;随烧结温度升高,薄膜中的γ-AlOOH逐渐向γ-Al2O3转变,薄膜因此变得更加稳定;薄膜表面较为平整,微孔分布均匀,平均孔直径为4.22nm。
简介:采用溶胶-凝胶工艺首先制备La0.85Ag0.15MnO3和(Ba0.7Sr0.3)3Ni2Fe24O41的前驱体,经煅烧制得由钙钛矿结构的La0.85Ag0.15MnO3稀土锰氧化物和Z型六角铁氧体(Ba0.7Sr0.3)3Ni2Fe24O41组成的复合材料,利用X射线衍射仪和扫描电镜分别分析其微结构和形貌;使用矢量网络分析仪系统测量该复合材料的微波电磁参数和吸波性能,并对影响其微波吸收性能的主要因素及作用机理进行研究与分析。结果表明:1250℃的煅烧温度下,La0.85Ag0.15MnO3含量(质量分数)为40%的复合材料的微波吸收峰值达-30dB,在2~18GHz频段小于-10dB的吸收频宽为3.9GHz,微波吸收性能明显优于La0.85Ag0.15MnO3单相材料和Z型六角铁氧体(Ba0.7Sr0.3)3Ni2Fe24O41单相材料;复合材料中存在介电损耗和磁损耗共存与协同作用,以及界面效应和磁电耦合作用,有利于介电常数调控和阻抗匹配优化,从而提高微波吸收性能。
简介:用溶胶-凝胶法制备镍锌共掺杂Z型锶钴铁氧体Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41(x=0~0.5)粉末。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征该铁氧体粉末的晶体结构和表面形貌,并测试其室温磁滞回线和室温电阻率。用微波矢量网络分析仪测定该粉末在2~18GHz微波频率范围的复介电常数和复磁导率,根据测量数据计算电磁损耗角正切及微波反射率,分析该材料的微波吸收性能与电磁损耗机理。结果表明:Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41粉末呈六角片状形貌,晶体结构为Z型,具有良好的软磁特性;x=0.3时该材料的电阻率最低,微波吸收效果最好,在13.5GHz频率的吸收峰为25.1dB,10dB频带宽度为7.7GHz,兼具强的磁损耗和弱的介电损耗。
简介:采用溶胶喷雾干燥-煅烧还原方法制备超细/纳米W-La2O3复合粉末,将粉末压制成形后在1950℃烧结,制备La2O3弥散强化钨合金,检测合金的密度与强度,并采用SEM对超细粉末形貌、合金的组织结构、断口形貌进行分析,结果表明:随La2O3加入量增加,粉末颗粒显著细化,W-0.7%La2O3复合粉末的粒径仅为0.1μm;制备的W-La2O3超细/纳米复合粉末具有很高的烧结活性,烧结后,合金最高相对密度达到99.1%;La2O3均匀弥散分布于钨晶界,抑制钨合金的晶粒长大,提高材料的强度,W-0.7%La2O3合金中钨平均晶粒尺寸仅为8.7μm,抗弯强度达到548MPa;合金的断裂形式表现为穿晶-沿晶共有的复合断裂形式。
简介:通过电化学分析与测试,研究B4C体积分数分别为20%、30%、40%的B4C/Al基复合材料及其基体合金(6061铝合金)在不同浓度及不同温度的硫酸溶液中的腐蚀行为。由动态极化曲线和阻抗谱得到相应的电化学参数,并利用阻抗分析软件对该复合材料和基体合金腐蚀过程的等效电路进行模拟,分析腐蚀机理,通过Arrhenius方程计算腐蚀过程中B4C/Al基复合材料与6061铝合金的反应活化能,并分析两者的焓变与熵变,对腐蚀前后2种材料界面的微观结构进行观察。结果表明:B4C/Al基复合材料在硫酸溶液中的腐蚀速率随B4C颗粒含量增加而增大,基体铝合金在硫酸中的耐腐蚀性能高于B4C/Al基复合材料。B4C/Al基复合材料和基体铝合金在硫酸中的腐蚀速率都随硫酸溶液浓度增加而增大;当溶液温度升高时,二者的腐蚀速率都快速增加。B4C/Al基复合材料和Al基体合金在硫酸溶液中的腐蚀都表现为明显的点蚀。铝基体材料在硫酸溶液中的反应活化能大于B4C/Al基复合材料,计算所得活化焓与活化熵的值均表明复合材料的腐蚀反应比基体合金更容易进行,因而遭受腐蚀更严重。
简介:采用Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si铝合金粉末,分别在高纯氮气、高纯氩气、高纯氢气和分解氨等4种气氛下烧结,对比研究不同烧结气氛下制备的合金致密度、力学性能、尺寸变化和显微组织等性能。同时研究高纯氮气气氛下烧结温度对合金性能的影响。结果表明,在590℃烧结温度条件下,高纯氮气气氛中烧结的合金性能最佳,密度达2.66g/cm3、致密度为97.1%,硬度为23HRB,抗拉强度为205MPa,尺寸收缩率为1.65%;高纯氢气中烧结的合金密度、硬度及强度都最低,抗拉强度为96MPa,屈服强度只有74MPa,合金组织中存在大量孔隙。随烧结温度升高,烧结坯中的液相逐渐增多,使合金烧结密度增大,强度提高,在590℃烧结的合金抗拉强度最高,为205MPa;610℃烧结时产生过烧现象,元素偏析严重,合金性能下降。