粉末冶金技术

田高峰, 陈阳, 汪煜

2018, 36(6): 403-408. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.001

[摘要](309) [HTML全文] (104) [PDF 7332KB](18)

摘要:
采用梯度热处理工艺制备了具有梯度组织结构的FGH96合金亚尺寸盘坯, 对盘坯存在的残留枝晶区组织进行了研究。结果表明, 残留枝晶区实质上是一种γ′相未完全再结晶的组织区, 其呈区域性不均匀的分布于盘芯部位。残留枝晶区的形成与粉末颗粒冷凝组织的遗传性及未充分变形再结晶密切相关, 通过采用合适的热加工和固溶热处理工艺可以消除这种组织不均匀性。

液相烧结过程中粉末粒径分布演化模拟研究

潘诗琰, 代文杰, 周子豪, 蒋捷, 霍天元, 申小平, 范沧

2018, 36(6): 409-417,422. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.002

[摘要](332) [HTML全文] (127) [PDF 2037KB](26)

摘要:
液相烧结过程中, 粉末颗粒的熟化长大和聚并同时发生。利用群体平衡模型定量预测了相邻颗粒聚并效应作用下的粒径分布演化规律, 提出了一种基于欧式范数的方法以确定液相烧结过程是否达到稳态, 研究了从瞬态到稳态的转变过程中的粒径上限及其变化率, 发现颗粒瞬态粗化之后将得到稳态粒径分布。模型计算得到的粒径分布和实验数据之间吻合良好, 表明本数值模型具备定量预测能力。通过引入布朗粗化频率描述液相烧结过程中的聚并现象, 模拟结果表明颗粒的聚并行为显著延缓了瞬态向稳态的转变过程, 甚至可能导致最终得到非稳态粒径分布。

Mo-30W钼合金棒材再结晶行为研究

王承阳, 滕宇阔, 董帝, 康聚磊, 林婷

2018, 36(6): 418-422. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.003

[摘要](491) [HTML全文] (158) [PDF 8660KB](40)

摘要:
采用粉末冶金工艺制备了Mo-30W钼合金棒材, 通过拉伸力学性能测试、硬度测试、光学显微镜(optical microscope, OM)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 及能量色散谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS) 等测试分析手段, 研究了Mo-30W钼合金棒材的再结晶行为。结果表明, 由于W的固溶强化和变形强化, Mo-30W钼合金棒材在1600℃高温抗拉强度达到170MPa, 延伸率为10%, 高温力学性能得到明显提升; 在1300~1500℃范围内, 随着温度的升高, Mo-30W钼合金棒材强度和硬度先保持稳定然后显著下降; 在1500℃时, Mo-30W钼合金棒材发生了完全再结晶, 抗拉强度为385 MPa, 维氏硬度为HV10 185, 抗拉强度和硬度值达到最低。

镀钨碳纳米管增强镁基复合材料的摩擦磨损性能研究

吴琼, 贾成厂, 聂俊辉

2018, 36(6): 423-428. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.004

[摘要](172) [HTML全文] (70) [PDF 3646KB](10)

摘要:
以羰基钨为前驱体, 采用金属有机化学气相沉积在碳纳米管表面镀覆了金属钨, 利用磁力搅拌混粉和放电等离子体烧结制备了镀钨碳纳米管增强镁基复合材料((W-CNTs) /Mg), 研究了W-CNTs质量分数对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明: W-CNTs的加入可对镁基体起到降低摩擦系数、减少磨损量的作用; 当W-CNTs质量分数为0.75%时, 复合材料的摩擦系数和磨损量均最小, 分别较纯镁降低了43.7%和71.4%;增加或降低复合材料中的W-CNTs质量分数, 材料的摩擦系数、磨损量均将增大。(W-CNTs) /Mg复合材料的摩擦磨损性能高于CNTs/Mg复合材料。

钼-铼-镧合金微观组织及力学性能研究

刘仁智, 安耿, 杨秦莉, 庄飞, 王引婷, 崔玉清, 王娜, 曹维成

2018, 36(6): 429-432,444. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.005

[摘要](477) [HTML全文] (203) [PDF 2131KB](46)

摘要:
通过固-液掺杂法在Mo-Re合金中加入稀土La₂O₃纳米颗粒制备得到Mo-Re-La合金, 将Mo-Re-La合金与Mo-Re合金、纯Mo的微观组织及力学性能进行对比研究, 得到如下结论: 在纯Mo中添加低含量Re元素(质量分数3.5%) 对Mo-Re合金有明显的细晶强化效果; 将La₂O₃纳米颗粒加入Mo-Re合金进一步细化和强化了Mo-Re-La合金。

低温燃烧合成法制备粒径相近的MnO、Mn₃O₄和Mn₂O₃纳米颗粒

赵中康, 王松伟, 张鑫, 邵烨平, 姚蓉, 杨孟孟, 白洋

2018, 36(6): 433-437. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.006

[摘要](469) [HTML全文] (106) [PDF 6279KB](47)

摘要:
通过控制硝酸盐(硝酸锰) 与有机燃料(尿素) 的摩尔比, 采用低温燃烧合成法制备了粒径相近、形貌不同的单相MnO、Mn₃O₄和Mn₂O₃纳米粒子。扫描电子显微形貌观察结果显示, 三种纳米粒子尺寸约为100 nm, 依据Mn离子价态的不同, 三种纳米粒子的形貌分别为链状、马铃薯状和球状; 热重-差热分析表明, 样品粒径大小主要取决于有机燃料的着火点; 磁性测量结果显示, 低温时MnO和Mn₂O₃粒子表现出弱铁磁性, 这主要归因于纳米颗粒表面存在未补偿的自旋。本文为制备不同价态高纯锰氧化物纳米颗粒提供了一种环境友好、工业稳定的途径。

包覆-热分解碳酸银前驱体制备球形银粉的研究

钟翔, 哈敏, 董宁利, 郑伟, 施文锋

2018, 36(6): 438-444. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.007

[摘要](306) [HTML全文] (171) [PDF 2719KB](30)

摘要:
以碳酸铵为沉淀剂、硝酸银溶液为原料, 利用化学沉淀法制备得到碳酸银前驱体, 通过并流沉淀法包覆改性碳酸银前驱体, 并经热分解得到单分散的球形银粉。通过X射线衍射分析(X-raydiffraction, XRD)、粒度分布统计(particlesize distribution, PSD)、振实密度测量和扫描电子显微检查(scanning electron microscopy, SEM) 等表征手段研究了热分解银粉的结晶度、纯度、分散性、填充性及微观形貌; 讨论了硝酸银溶液浓度和甲醇添加对碳酸银前驱体颗粒分散性和粒径的影响, 并分析了碳酸镁与碳酸银包覆比例(摩尔比) 对银粉分散性的影响。结果显示, 使用包覆-热分解方法可以制备得到单分散的球形银粉, 该方法具有设备简单、投资少、产品分散性好且粒度分布集中的优点; 当硝酸银溶液浓度为0.2~0.5 mol/L时, 可以得到粒径为0.5~2.5μm的球形银粉; 碳酸银分散性可通过添加甲醇进行调整, 甲醇含量(甲醇在硝酸银溶液中的体积分数) 应控制在5%~10%;当硝酸银溶液浓度为0.5 mol/L、甲醇体积分数为5%时, 碳酸镁与碳酸银摩尔比2:1制备得到的球形银粉分散性最佳。

氧化石墨烯复合材料的制备及对铜离子吸附性能的研究

张建民, 王晶, 张继, 李红玑

2018, 36(6): 445-449,457. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.008

[摘要](160) [HTML全文] (77) [PDF 2840KB](15)

摘要:
通过超声波和磁力搅拌法制备了氧化石墨烯-4A分子筛复合材料(GO-4A), 利用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform-infrared spectroscopy, FT-IR) 及扫描电子显微观察(scanning electron microscopy, SEM) 等多种手段对氧化石墨烯复合材料进行表征, 并研究了氧化石墨烯与4A分子筛在GO-4A复合材料中的质量比(复合比例) 对GO-4A吸附铜离子性能的影响。结果表明: 复合比例对GO-4A物相组成影响不大; 4A分子筛的加入会降低氧化石墨烯的团聚程度, 随着复合比例增大, 复合材料的热稳定性不断提高; 当氧化石墨烯和4A分子筛的复合比例为1:5时, 复合效果最佳, 在室温条件下, 溶液pH=6时, 对铜离子的去除效率可达到98.42%。

花状Co–Ni氢氧化物电极材料的制备与电化学特性

吕易楠, 董桂霞, 亢静锐, 李雷, 李宗峰, 张艳梅

2018, 36(6): 450-457. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.009

[摘要](183) [HTML全文] (90) [PDF 2246KB](9)

摘要:
采用原位生长法, 以硝酸钴和氨水为原料、硝酸铵为生长剂, 制备生长在泡沫镍上的Co (OH)₂电极材料, 并在此基础上对其进行镍添加改性, 旨在得到比电容高、循环性能好的Co–Ni氢氧化物电极材料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对Co–Ni氢氧化物电极材料进行物相和微观形貌分析; 通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法对Co–Ni氢氧化物电极材料的电化学性能进行分析和表征。结果表明: 镍添加使材料从原有的Co (OH) ₂晶相变为Co (OH) ₂和Ni (OH) ₂双晶相材料, 使原有的簇状结构转变为更利于离子扩散的花状结构, 进而促进材料电化学性能的提高。当Co/Ni摩尔比为3:1时制得的花状Co–Ni氢氧化物电极材料的电化学性能最好, 在5 m V·s^-1扫速下的比电容值为3674.7 F·g^-1, 在5 A·g^-1电流密度下的比电容值为1450.0 F·g^-1, 在20 A·g^-1电流密度下循环5000次的比电容保持率为77.1%。

新型钕铁硼粉末配料设备的研制

杨志冬, 寇德万, 赵宏江, 张卫园

2018, 36(6): 458-464,469. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.010

[摘要](123) [HTML全文] (46) [PDF 1039KB](13)

摘要:
针对钕铁硼(Nd-Fe-B) 生产企业配料时出现的问题, 研制了一种适用于钕铁硼粉末在密闭气保环境下的自动配料设备。在原有CJ2000钕铁硼粉末自动称量机的基础上, 应用TRIZ (Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch) 理论中的功能分析、裁剪原理、物场模型、标准解并结合钕铁合金粉末硼配料工艺、用户需求对设备的关键部件进行了设计。在原料桶至给料器之间设计了新的料位检测及防护部件, 该部件能够可靠地完成胶管内部料位检测的功能, 同时防护罩能够在胶管意外破裂后起到一定的保护作用, 为操作人员争取时间, 防止事故的进一步扩大。秤斗进料口及出料口出均设有快装接头, 可与软连接相连, 确保其在密闭状态下完成物料的称量, 在秤斗的侧壁上设有振动电机, 可有效清除秤斗内部的残余物料。采用自同步原理设计的GZG103管状密闭给料器, 该给料器不但能够实现物料的定量供送, 同时能够完成给料器内部残余物料的清理, 便于下一批次产品的配料。经过对样机的试验考核, 对单支200 kg物料的称量, 其生产率可达20次/h, 精度等级达到X (0.2) 级。当给料器完成内部物料的自清理后, 其物料残留量小于1 g。该设备是针对钕铁硼粉末的配料进行研发的, 但对于其它易氧化合金粉末的分料和配料, 也具有一定的应用价值。

铁锰无磁合金粉的水雾化法生产工艺研究

高莹, 顾毅, 吴艺辉, 李辉, 马春生, 赵全, 李丹

2018, 36(6): 465-469. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.011

[摘要](280) [HTML全文] (98) [PDF 430KB](26)

摘要:
采用水雾化法制备铁锰无磁合金粉末, 分析了合金粉末含锰质量分数和雾化工艺对铁锰合金粉末性能的影响规律。结果表明: 水雾化法生产铁锰无磁合金粉的方案可行, 但锰质量分数不宜低于24%;在实验工况条件下, 雾化压力对松装密度的影响可以忽略不计, 雾化压力提高使产品流动性变差, 以15 MPa雾化压力进行生产时, 产品工艺性能(松装密度、流动性) 最好; 雾化压力的提高有助于提高产品烧结密度, 在满足产品流动性要求的前提下, 可以考虑通过提高雾化压力来提高产品烧结密度。

碳酸银及其异质结构的研究进展

蔡永丰, 郑晓艺, 常石岩, 吕朝霞, 李锋锋, 沈毅, 郭明月, 王进, 汪路夷, 赵都少

2018, 36(6): 470-474. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2018.06.012

[摘要](306) [HTML全文] (28) [PDF 967KB](13)

摘要:
碳酸银是一种新型银系半导体光催化材料, 具有良好的催化性能, 在与其他半导体复合形成异质结构后, 催化性能和稳定性均有所提升。本文综述了碳酸银光催化材料的发展、碳酸银基异质结的制备方法和增强机理, 并对该材料的发展前景做出展望。

2018年 第36卷 第6期

2018年第36卷第6期