粉末冶金技术

2023, 41(1): 1-1.

[摘要](157) [HTML全文] (68) [PDF 1543KB](32)

摘要:

汤慧萍

2023, 41(1): 2-11, 54. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2022060003

[摘要](1409) [HTML全文] (635) [PDF 4422KB](270)

摘要:
等离子旋转电极制粉技术是当前生产高品质球形金属粉末的重要技术之一，通过电极高速旋转产生的离心力将液膜甩出形成液滴，在惰性气氛中雾化凝固成球形粉末。该技术制备的粉末已成为增材制造、热等静压、表面喷涂等制造技术的重要原料。本文回顾了国内外等离子旋转电极制粉技术的发展历史，综述了近年来国内外发展现状，特别是总结了等离子旋转电极装备和技术在中国的发展情况，指出了该技术尚需研究的科学技术问题和发展方向。

面向等离子体材料用先进钨复合材料的改性研究进展与趋势

罗来马, 颜硕, 刘祯, 昝祥, 吴玉程

2023, 41(1): 12-29. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2022030012

[摘要](552) [HTML全文] (86) [PDF 16452KB](81)

摘要:
核聚变能是解决未来社会能源危机的有效途径之一，但面向等离子体材料在聚变堆体中面临着来自等离子体严重的辐照和热冲击损伤。纯钨因其高热导率、良好的高温强度、低溅射和低蒸气压而被认为是最有希望的面向等离子体候选材料。纯钨在聚变堆工况条件下具有严重的脆性风险，因而对面向等离子体材料用先进钨材料的改性成为近年来的研究热点。钨基复合材料的改性方法主要包括合金化、第二相强化、纤维增韧和复合强化。本文综述了近年来国内外针对核聚变反应堆面向等离子体材料用钨基复合材料的改性方法及其性能，分析了钨基复合材料的改性机制，并展望了面向等离子体材料用钨基复合材料的发展方向。

羰基金属性质与合成技术

柳学全

2023, 41(1): 30-37. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2022050008

[摘要](426) [HTML全文] (315) [PDF 2037KB](59)

摘要:
羰基金属是以羰基为配体、过渡金属为中心原子所形成的一类配位化合物，由于其兼具无机和有机化合物特性，在新材料、有机合成、催化剂、生物医药和环境化工等领域有着重要应用。本文介绍了常见中性羰基金属的物理性质，重点概述了常用羰基金属的健康危害和安全风险，同时对其合成技术进行了综述。

放电等离子烧结制备无粘结相SiC_w/WC硬质合金

王彬, 陈睿智, 李剑峰, 陈鹏起, 程继贵

2023, 41(1): 38-43. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2022050012

[摘要](369) [HTML全文] (74) [PDF 3106KB](57)

摘要:
以碳化硅晶须（SiC whiskers，SiC_w）作为增韧相，通过放电等离子烧结制备了无粘结相SiC_w/WC硬质合金。考察了放电等离子烧结温度及SiC_w添加量对SiC_w/WC硬质合金组织性能的影响。结果表明，采用放电等离子烧结在1800 ℃下可获得相对密度高于99%的WC烧结体，其维氏硬度和断裂韧性分别达到25.99 GPa和4.99 MPa∙m^1/2。添加适量的SiC_w可以改善SiC_w/WC烧结性能和断裂韧性，在SiC_w的质量分数为0.6%时，断裂韧性达到6.80 MPa∙m^1/2，当添加过量的SiC_w时，增韧效果减弱。

钼合金粉末冶金研究进展

张强, 蔡永丰, 李晓静, 刘赫雄, 张楠, 周文元, 赖陈, 董丽然, 王金淑

2023, 41(1): 44-54. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2022070002

[摘要](733) [HTML全文] (171) [PDF 2353KB](144)

摘要:
钼及其合金具有优异的高温力学性能，被广泛应用于冶金、机械、化工、航空和核工业等领域。粉末冶金是钼合金的主要制备方法。通过固溶强化、第二相强化、细晶强化等多种强化手段可以提高钼合金的力学性能，从而拓宽钼合金的应用范围。本文介绍了粉末冶金制备钼合金的研究进展，包括粉体制备方法、压制工艺及坯体烧结工艺等，讨论了钼合金的强韧化方法及其机理，并展望了粉末冶金法制备钼合金的发展方向，以期对钼合金的设计和制备提供一些思路。

高温钛合金及钛基复合材料增材制造技术研究现状

高楚寒, 吴文恒, 张亮

2023, 41(1): 55-62. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2022050006

[摘要](324) [HTML全文] (1216) [PDF 4054KB](175)

摘要:
高温钛合金及钛基复合材料因具有比强度高、比刚度高、耐腐蚀、耐高温等优异性能，近几年来受到了广泛的关注。钛基复合材料的力学性能往往与增强相组织有关，增材制造技术的快速凝固可以使颗粒增强钛基复合材料中晶粒细化，力学性能得到提升。本文综述了高温钛合金及钛基复合材料的研究进展，分析了增强相组织对材料力学性能的影响，总结了增材制造技术制备钛基梯度功能材料的应用。通过增材制造技术制备钛基复合材料不仅可以提高复合材料的硬度和强度，还可以提高复合材料的延展性，采用增材制造技术制备高性能钛基复合材料将会成为未来的发展趋势。

连续高温制动条件下颗粒增强铁基复合材料的摩擦磨损性能

刘贵民, 惠阳, 杜建华, 兰海

2023, 41(1): 63-70. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021030031

[摘要](691) [HTML全文] (228) [PDF 9562KB](51)

摘要:
采用粉末冶金烧结工艺制备了颗粒增强铁基复合材料，研究了颗粒增强铁基复合材料在连续高温制动条件下的摩擦磨损性能。通过扫描电子显微镜观察、能谱分析和热电偶测温等方法研究了摩擦系数、力矩、稳定系数和磨损率的变化规律，并分析相应磨损机理。结果表明：随接合次数增加，摩擦副温度显著提高，在表面形成多层结构的摩擦膜，可有效减少黏着倾向和犁沟效应，因此平均摩擦系数和平均力矩呈先上升后下降趋势，稳定系数下降。前期摩擦副接合以黏着磨损和磨粒磨损为主，磨损率较高；后期接合摩擦膜起到保护作用，以摩擦膜层间和边缘的疲劳磨损为主，磨损率较低。

粉末冶金钛基层状材料研究进展

徐静茹, 张卫东, 杨鹏, 陈福林, 吴正刚, 曹远奎

2023, 41(1): 71-78. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021090022

[摘要](635) [HTML全文] (178) [PDF 2701KB](66)

摘要:
日益严苛的服役环境对钛材性能提出新的要求与挑战，层状结构的引入使钛基材料突破强度–韧性的桎梏有了新的思路。近年来，钛基层状结构材料成为研究热点，通过不同制备技术获得的钛基层状结构材料展现出了优异的力学性能。粉末冶金技术具有工艺简便、高效，易于实现组元调控与钛材性能优化等优点。本文对目前钛基层状材料的类型、主流制备技术进行阐述，着重介绍了粉末冶金钛基层状材料的研究进展，总结了高性能钛基层状结构的强韧化机制，最后对钛基层状结构材料的基础研究与实际应用进行了展望。

La₂O₃刻蚀对金刚石单晶性能的影响

肖长江, 马金明, 朱振东, 栗正新

2023, 41(1): 79-83. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2022030007

[摘要](290) [HTML全文] (81) [PDF 2317KB](45)

摘要:
以氮气为保护气氛，在820～980 ℃下用La₂O₃刻蚀人造金刚石单晶表面，研究稀土氧化物La₂O₃刻蚀对人造金刚石单晶性能的影响。利用扫描电子显微镜观测刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌，通过人造金刚石单晶表面粗糙度、单颗粒抗压强度、抗冲击韧性和铜基结合剂金刚石节块抗弯强度来表征刻蚀前后金刚石单晶性能的变化。结果表明：La₂O₃对金刚石{100}面和{111}面的刻蚀是各向异性的；当刻蚀温度从820 ℃升高到980 ℃时，{100}面表面粗糙度从0.40 μm增加至2.28 μm，{111}面表面粗糙度从0.70 μm增加到3.32 μm，金刚石单颗粒的抗压强度由未刻蚀金刚石的576 N降低到最小530 N，冲击韧性由92.94%下降到89.21%。当金刚石体积分数为5%时，刻蚀后金刚石节块的抗弯强度增幅达到17.9%。

球磨电瓷废料制备透水砖粉体原料

张东亮, 宋杰光, 廖江萍, 杨雪晴, 曾情, 温红彬, 黄榕, 向芸

2023, 41(1): 84-89. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2020020001

[摘要](184) [HTML全文] (32) [PDF 2820KB](28)

摘要:
研究了球磨工艺对电瓷废料球磨效率的影响，并以电瓷废料球磨粉体为原料制备了透水砖。结果表明：电瓷废料粉体的粒度随球磨时间的延长而逐渐减小，随着球磨转速的增加呈现先减小后增大的趋势，表明球磨效率先提高后降低。由于电瓷废料硬度高，随着大球磨球比例的增加，粉体粒度减小；当中球比例降低后，球磨粉体粒度又随大球比例的增加而增大。当装料量小于35%时，电瓷废料粉体的粒度逐渐上升，球磨效率逐渐降低；当装料量大于35%后，电瓷废料粉体的粒度上升速度加快，球磨效率迅速降低。通过优化电瓷废料球磨工艺并综合考虑透水砖性能，确定球磨时间为20 h、球磨转速为140 r·min^‒1、瓷球大、中、小级配比为5:3:2、装料量为35%较为合适，球磨后电瓷废料粉体的中位径为4.1 μm，筛余量为15%。以电瓷废料球磨粉体为主要原料制备透水砖，获得了抗压强度6.1 MPa、透水系数0.028 cm·s^‒1的透水砖。

钼镧合金表面FeCrAl涂层耐腐蚀性能

席莎, 安耿, 张晓, 周莎, 刘仁智, 吴吉娜

2023, 41(1): 90-96. doi: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2021010015

[摘要](168) [HTML全文] (117) [PDF 2955KB](36)

摘要:
采用非平衡磁控溅射工艺在Mo–La合金表面沉积FeCrAl涂层，研究所制备涂层的耐腐蚀性及涂层的腐蚀机理。结果表明：FeCrAl涂层样品在360 ℃、18.6 MPa、纯水的高压釜中腐蚀72 h，平均腐蚀速率为3.8 mg·dm^‒2，低于同条件下锆合金以及未沉积涂层的钼镧合金的腐蚀速率，且涂层中的Al与外界环境介质中的氧发生反应，在涂层表面形成致密的Al₂O₃薄膜，在一定程度上减缓了涂层的腐蚀速度，有效保护了基体材料。FeCrAl涂层样品在1200 ℃、0.1 MPa的高温水蒸气环境下腐蚀8 h，Al₂O₃氧化膜厚度在4.0 μm左右，涂层维持保护效果，钼镧合金基体未暴露在腐蚀环境中；经淬火后，Al₂O₃氧化膜厚度减小至2.5 μm左右，涂层依旧维持结构完整性，没有出现贯穿性脱落，满足Mo–La合金表面耐腐蚀性的使用要求。

2023年 第41卷 第1期

2023年第41卷第1期