粉末冶金技术

2019, 37(5).

[摘要](152) [PDF 59KB](0)

摘要:

巩正奇, 王灿明, 崔洪芝, 张文娅

2019, 37(5): 323-331. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.001

[摘要](336) [HTML全文] (63) [PDF 1601KB](24)

摘要:
采用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Ni60A-30%WC-x%石墨烯(质量分数, x=0.0, 0.1, 0.3, 0.5)涂层, 研究石墨烯对激光熔覆镍基碳化钨涂层组织与性能的影响。结果表明, 涂层物相主要由具有γ相结构的Ni-Cr-Fe固溶体、WC、W₂C、Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、B₄C等组成; 石墨烯改善了激光熔覆镍基碳化钨涂层的组织, 提高了涂层的硬度和抗摩擦磨损性能; 当石墨烯质量分数为0.3%时, 得到了析出相分布均匀且细小的组织, 涂层具有高硬度、良好的抗裂纹扩展能力和耐磨性。

固相反应条件对磷酸铁锂电化学性能的影响

李雷, 董桂霞, 李宗峰, 亢静锐

2019, 37(5): 332-338. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.002

[摘要](623) [HTML全文] (72) [PDF 860KB](54)

摘要:
以碳酸锂(Li₂CO₃)为锂源, 磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)为磷源, 草酸亚铁(FeC₂O₄·2H₂O)为铁源, 柠檬酸(C₆H₈O₇·H₂O)为碳源, 采用固相反应法制备橄榄石晶型磷酸铁锂。利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜, 能谱仪, 比表面积分析仪和电化学测试等设备和方法对磷酸铁锂材料的物相组成、结构、形貌和电化学性能进行表征, 研究煅烧温度和保温时间对磷酸铁锂电化学性能的影响, 并通过添加碳对试样进行包覆改性。结果表明, 在煅烧温度为700℃, 保温时间为12 h条件下制备的磷酸铁锂正极材料的电化学性能良好, 碳包覆能有效改善电极材料的性能。包覆碳后的磷酸铁锂电极材料在0.2C充电电流密度下首次放电比容量可达319.2 mAh·g^-1; 在1C充电电流密度下循环100次后, 放电比容量保持在168.1 mAh·g^-1。

高纯金属钒粉烧结性能研究

王焱辉, 刘奇, 薄新维, 王小宇, 蒋春东, 何浩然

2019, 37(5): 339-343, 349. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.003

[摘要](282) [HTML全文] (55) [PDF 531KB](19)

摘要:
利用电子探针观察高纯金属钒粉粒度和形貌, 使用油压机将高纯金属钒粉压制成坯条, 并采用万能试验机测定钒坯条压溃变形力曲线, 分析钒坯条最优压制压力; 分别通过热压烧结和冷等静压+真空烧结的方法对高纯钒粉进行烧结, 研究烧结工艺对高纯钒粉烧结特性和力学性能的影响。结果表明: 采用冷等静压+真空烧结的方法, 在压制成形过程中, 钒粉压坯密度和相对密度随压力的增加而逐步提高, 压力提高到280 MPa时, 压坯密度和相对密度分别为3.99 g·cm^-3和66.94%;经真空烧结后, 坯料密度和相对密度分别为5.28 g·cm^-3和88.59%。压制压力由80 MPa提高到200 MPa时, 压溃强度从0.4 MPa增加到6.0 MPa, 增大趋势较为明显; 压制压力提高到280 MPa时, 压溃强度增加到7.4 MPa, 增大趋势变缓。经热压烧结坯料的相对密度比冷等静压+真空烧结坯料的相对密度高, 280MPa压力下热压烧结坯料密度和相对密度分别达到5.51g·cm^-3和92.91%。

保温时间对锰氧化物刻蚀金刚石单晶的影响

窦志强, 肖长江, 任付豪, 梅鹏欣, 陈诗

2019, 37(5): 344-349. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.004

[摘要](233) [HTML全文] (57) [PDF 650KB](16)

摘要:
研究了在不同保温时间下MnO₂对金刚石单晶的表面刻蚀, 通过扫描电子显微镜和拉曼光谱对刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌和刻蚀机理的进行了表征与分析, 并对腐蚀过程中金刚石表现出来的各向异性进行了探讨。结果表明: 当金刚石和MnO₂质量比为1:5时, 金刚石单晶的刻蚀程度随着保温时间的延长而增大; 在相同保温时间下, {111}晶面比{100}晶面刻蚀严重; 金刚石表面腐蚀后的形貌与对应晶面的碳原子排列有关, {100}面倾向于形成四边形的刻蚀坑, 而{111}面则会形成轮廓为三角形的腐蚀坑, 且金刚石单颗粒的抗压强度随刻蚀时间的延长而下降; 刻蚀机理为MnO₂与金刚石表面C原子发生反应, 导致金刚石表面发生刻蚀。

双芯环结构Ti(C, N)基金属陶瓷材料的制备与性能研究

严辉, 邓莹, 姜山, 陈巧旺, 陈慧

2019, 37(5): 350-355, 360. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.005

[摘要](338) [HTML全文] (307) [PDF 685KB](28)

摘要:
采用固相化学反应与碳热还原氮化相结合的方法, 将W、Mo、Ta等重金属元素与(C, N)复合, 制备得到(W, Mo, Ta)(C, N)粉末, 并利用高能球磨机与Ti(C, N)基体进行混合, 再经压制成型、低压烧结制备出具有双芯环结构的Ti(C, N)基金属陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析双芯环结构对Ti(C, N)基金属陶瓷微观形貌和力学性能的影响。结果表明, 在高温烧结过程中, 通过Ostwald溶解–析出机制所形成的双芯环结构可以阻止裂纹扩展, 达到增韧效果; 结果说明, 可通过优化Ti(C, N)基金属陶瓷材料的芯环结构, 达到增加金属陶瓷材料韧性的目的。

铝基体类型对铍铝复合材料均匀流变特征的影响

王海军, 徐庆东, 窦作勇, 刘向东, 张鹏程

2019, 37(5): 356-360. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.006

[摘要](194) [HTML全文] (58) [PDF 522KB](10)

摘要:
在变形温度450~600℃、应变速率0.1~10 s^-1条件下, 采用Gleeble-3800热模拟试验机和扫描电镜研究了铝基体类型对铍铝(Be/Al)复合材料流变曲线、应变硬化指数(n)及压缩试样宏微观组织结构的影响。结果表明: 纯铝基复合材料在相对较小的应变下易发生断裂失效; 6061Al基复合材料在发生不稳定变形之前的均匀变形能力高于纯铝基复合材料, 具有更好的均匀变形能力。

静电纺丝法制备氧化钴纳米纤维

邓庚凤, 李志午, 袁远亮, 顾晓倩, 鲁统鹏, 周小明

2019, 37(5): 361-366. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.007

[摘要](299) [HTML全文] (252) [PDF 478KB](36)

摘要:
采用硝酸钴与聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone, PVP)为原料制备纺丝液, 利用扫描电子显微镜、同步热分析仪、X-射线衍射仪以及透射电子显微镜对前驱体纤维及煅烧后纤维进行表征与分析, 研究静电纺丝技术制备氧化钴纳米纤维的可行性及最佳实验条件。结果表明: 在PVP(K30)质量分数为43%, 硝酸钴质量为2 g以及最佳设备参数条件下, 可以制备出直径约600 nm、均匀光滑的硝酸钴/PVP前驱体纤维, 经600℃高温煅烧后, 可得到直径约30 nm的氧化钴纳米纤维。

铝粉对Al₂O₃–MgO复合材料抗氧化性的影响

刘玉瑛, 郑清瑶

2019, 37(5): 367-372. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.008

[摘要](273) [HTML全文] (140) [PDF 794KB](12)

摘要:
以烧结刚玉、α-Al₂O₃微粉、高纯镁砂、金属铝粉为原料, 酚醛树脂为结合剂, 制备Mg O–Al₂O₃和Al–MgO–Al₂O₃系复合材料, 样品成型后经过200℃烘干, 于1500℃氧化气氛烧成。利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和能谱仪研究了金属铝粉对MgO–Al₂O₃复合材料抗氧化性的影响。结果表明: 未添加金属铝粉的样品烧后主晶相为α-Al₂O₃及镁铝尖晶石, 微观结构较为疏松; 引入金属铝粉后, 样品烧后主晶相为α-Al₂O₃及镁铝尖晶石, 新生相包括Al₄O₄C、Al₄C₃、(Al₂OC)_x(AlN)_1-x等, 微观结构较为致密, 样品性能得到改善。添加金属铝粉样品的内外组成呈梯度变化, Al₄O₄C相主要出现在样品内部, 并有金属铝残留; 金属铝粉引入使样品氧分压从表面到内部依次降低, 金属铝粉氧化后与Mg O原位合成尖晶石, 使结构致密化, 阻隔了氧气的进一步渗入, 样品内部形成的Al₂O与C反应得到晶须状Al₄O₄C。

球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末微观组织及硬度的影响

梁加淼, 王利民, 何卫, 汤超, 吴细毛, 王俊

2019, 37(5): 373-381,391. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.009

[摘要](180) [HTML全文] (31) [PDF 1187KB](20)

摘要:
以机械破碎Al-7Si-0.3Mg合金粉末为原料进行高能球磨, 对不同球磨时间的合金粉末进行金相观察、X射线衍射分析、透射电镜表征及显微硬度测试, 研究球磨时间对纳米晶Al-7Si-0.3Mg合金粉末的影响。结果发现, 高能球磨导致共晶硅颗粒从微米尺度细化到亚微米尺度, 颗粒形状从多面体转变成圆形, 颗粒内部有层错生成。随着球磨时间逐渐增加到60 h, 合金粉末平均颗粒尺寸从134μm逐渐下降到22μm, Al(Si, Mg)基体晶粒尺寸从438 nm降低到23 nm, 粉末显微硬度从HV 93增加到HV 289。粉末硬度的增加主要归功于球磨导致的晶粒细化(细晶强化作用), 此外, 球磨过程中硅颗粒的细化以及球磨引起的Mg、Si原子在基体内固溶度的增加也有利于粉末硬度的提高。

钼及钼合金烧结技术研究及发展

赵虎

2019, 37(5): 382-391. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.010

[摘要](997) [HTML全文] (281) [PDF 975KB](75)

摘要:
从粉末冶金烧结理论、烧结设备、烧结工艺参数及新型烧结技术等方面概述了钼及钼合金烧结技术的研究现状及进展。结论指出, 钼及钼合金烧结理论仍集中在传统粉末冶金理论体系; 烧结技术发展方向是获得全致密化、细晶、均质化的烧结坯体; 发展趋势是烧结设备及工装与粉末冶金新技术结合更为紧密, 出现更多交叉研究; 研究热点和难点是大型钼及钼合金坯件烧结致密化、微观组织均质化、细晶化及复杂烧结态异型坯件烧结过程中形状精确控制等。

金属粉末微波烧结机理研究进展

庄天涯, 张际亮, 王霏, 张赛赛, 黄亦斌

2019, 37(5): 392-398. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019.05.011

[摘要](617) [HTML全文] (132) [PDF 385KB](75)

摘要:
从微波场对金属粉末的电磁作用及微波场中金属粉末的烧结行为等角度, 综述了国内外金属粉末微波烧结机理的研究进展。在电磁作用方面, 总结了热效应与非热效应对于烧结过程的影响, 热效应对烧结的影响主要包括微波加热电磁功率的损耗和电磁聚焦现象, 非热效应对烧结的影响主要是放电效应和磁力效应。归纳了烧结颈长大过程中的物质迁移方式及烧结颈生长机理, 材料种类和工艺参数对物质迁移方式产生影响, 烧结颈的生长过程同温度场及电磁场密切相关。本文在综述了现有研究进展的基础上, 分析了目前研究的不足与欠缺, 展望了金属粉末微波烧结机理未来的研究方向。

2019年 第37卷 第5期

2019年第37卷第5期