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鉴于块状非晶合金(BAAs)的低塑性特征,回顾了利用放电等离子烧结-非晶晶化法制备高性能块状材料的成形技术,即先机械合金化制备钛基多组元非晶合金粉末,然后利用放电等离子烧结在粉末的过冷液相区固结非晶粉末,再利用非晶晶化法使烧结的非晶块体在随后的烧结和热处理过程中晶化析出-Ti延性相,控制延性相的形貌、尺度和分布,合成以非晶相或β-Ti晶化相为基体的钛基块状非晶复合材料(CBBAAs),研究不同添加或替换组元对TiNbCuNiAl非晶粉末颗粒尺寸、热物性和微观结构的作用,探索了不同烧结参数对合成的CBBAAs微观结构和力学性能的影响规律,揭示合成含晶化相CBBAAs的理论基础和非晶晶化过程中晶粒形核长大的规律,提出并利用“发展的软硬模型”来阐释应力作用下CBBAAs的断裂机理.研究结果提供一种极具前途的粉末冶金复合材料制备方法,该方法能制备尺寸较大、力学性能优异的含晶化相的块状复合材料.

关键词: 块状非晶合金 , 纳米晶材料 , 超细晶材料 , 复合材料 , 放电等离子烧结 , 机械合金化 , 晶化 , 微观结构 , 力学性能

纳米晶材料在外场作用下的结构稳定性研究?

吴志方 , 周帆

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.015.024

综述了近年来纳米晶材料在外场作用下的结构稳定性的研究进展，着重介绍了纳米晶材料在温度场和应力场、电场、磁场联合作用下的晶粒长大行为。对纳米晶材料而言，外加应力场促进其晶粒长大；外加电场抑制其晶粒长大；而外加磁场的影响则有待进一步研究。

关键词: 纳米晶材料 , 晶粒长大 , 稳定性 , 外场

热喷涂亚稳态复合涂层研究进展

梁秀兵 , 徐滨士 , 魏世丞 , 程江波 , 白金元

材料导报

热喷涂亚稳态复合涂层能克服许多亚稳材料不易直接成形的不足,有效发挥非晶、纳米晶和准晶材料的特殊功效.等离子喷涂和高速火焰喷涂亚稳态铁基、镍基、陶瓷粉末制备的涂层质量优异,在热障、耐磨、防腐等领域应用前景广阔,但尚需拓展涂层功能,降低成本.电弧喷涂粉芯丝材制备亚稳态涂层具有成本低、效率高、成分易调节等优势,在大规模高效制备耐磨、防腐、防高温腐蚀与冲蚀涂层方面优势明显,但尚需提高涂层稳定性,开发更多涂层材料体系.目前,我国需要从自动化热喷涂设备开发和新型亚稳态材料体系研究两方面展开深入研究,提高亚稳态喷涂层的组织结构稳定性和性能质量可靠性,使该技术走出实验室面向工业应用,更好地为国家循环经济建设服务.

关键词: 热喷涂 , 非晶材料 , 纳米晶材料 , 准晶材料

三维原子探针及其在材料科学研究中的应用

周邦新 , 刘文庆

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.03.027

三维原子探针(3DAP)是一种定量显微分析仪器,通过对不同元素的原子逐个进行分析,可绘出金属样品中不同元素的原子在纳米空间中的分布图形.从分析逐个原子来了解物质微区化学成分的不均匀性,3DAP是一种不可替代的分析方法.本文介绍了3DAP的工作原理及样品制备,举例说明了3DAP分析技术的应用.

关键词: 三维原子探针 , 成分分析 , 界面偏聚 , 弥散相析出 , 纳米晶材料

高能球磨制备Al-Pb-Si-Sn-Cu纳米晶粉末的特性

冉广 , 周敬恩 , 李鹏亮 , 席生岐 , 张中武

稀有金属材料与工程

通过机械合金化制备了Al-15%Pb-4%Si-1%Sn-1.5%Cu(质量分数)纳米晶粉末.采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对不同球磨时间的混合粉末的组织结构、晶粒大小、微观形貌以及颗粒中化学成分分布情况进行了研究.结果表明混合粉末经过球磨后形成了纳米晶,其组织非常均匀.球磨对Pb的作用效果明显大于对Al的作用效果,经过40 h球磨后Pb粒子达到40 nm,而Al在球磨60 h后晶粒为65 nm;经球磨后,Cu和Si固溶于Al的晶格中,而Sn则固溶于Pb晶格中,并且Al和Pb发生了互溶,形成了Pb(Al)超饱和固溶体;在球磨过程中硬度高的脆性粒子Si难于完全实现合金化.

关键词: 机械合金化 , Al-Pb-Si-Sn-Cu合金 , 轴瓦合金 , 纳米晶材料

机械合金化FeCo微波吸收材料的研究

王磊 , 毛昌辉 , 杨志民 , 杨剑 , 杜军

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.05.008

开展了FeCo微波吸收材料的研制及其微观结构、磁性能和微波吸收特性的研究,主要是采用机械合金化的方法制备纳米晶FeCo固溶体合金粉末,通过电磁参数的调整和改变提高吸收剂的微波吸收性能.研究表明:采用机械合金化制备的FeCo合金粉末与常规羰基铁粉相比,饱和磁感应强度提高10%,磁导率和介电常数在一定频率范围大幅度提高;机械合金化制备的FeCo合金粉末作为吸波材料的吸收剂,与常规羰基铁粉相比,在质量分数相同的情况下,微波反射率峰值频率向低端移动;FeCo合金型吸波材料在厚度一定的条件下,微波反射率峰值频率随FeCo吸收剂质量分数的提高而降低.

关键词: 机械合金化 , 微波吸收材料 , 纳米晶材料 , FeCo

AZ31镁合金粉末氢气氛下机械球磨的组织演变

王珩 , 胡连喜 , 陈先觉

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.046

在氢气氛下机械球磨AZ31镁合金粉末,利用机械力作用使镁合金粉末与氢气发生反应生成纳米晶MgH2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法观察和分析了镁合金粉末与氢气在球磨过程中的微观组织演变.结果表明:球磨初始阶段粉末颗粒被碾压成扁平状,随着球磨的进行粉末颗粒逐渐细化,球磨至80h,形成粒度1～3μm、晶粒尺寸10nm左右的纳米晶MgH2粉末材料.

关键词: AZ31镁合金粉末 , 机械球磨 , 纳米晶材料 , MgH2 , 微观组织

NiAl(Co)-TiC粉末的机械合金化原位制备纳米复合材料

夏冬生 , 李博 , 郭建亭 , 李谷松 , 于彦

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.09.007

用高能球磨机分别对四种成分的Ni50-Al50-x-Cox+10%(体积分数,下同)TiC (x=5,10,20)和Ni50-Al45-Co5+20%TiC粉末进行机械合金化,得到原位内生TiC弥散强化的NiAl(Co)纳米复合粉末.结果表明,球磨Ni50-Al45-Co5-10%TiC粉末过程中,爆炸反应机制生成NiAl(Co)和TiC化合物,其中NiAl(Co)化合物晶粒仅为10nm左右,TiC晶粒为35～50nm.但当TiC含量增加到20%时,其爆炸反应起始时间延后20min.同时随着Co含量增加,Ni50-Al40-Co10-10%TiC粉末的机械合金化的产物仍为NiAl(Co)和TiC,但NiAl(Co)化合物的生成机制转变为扩散反应机制.进一步增加Co含量(20%,原子分数)则导致了γ-Ni(Al,Co,Ti,C)过饱和固溶体的形成,反应机制仍为互扩散反应.

关键词: 机械合金化 , 纳米晶材料 , 金属间化合物 , 复合材料

Al-Pb粉末在机械合金化过程中的粒度及形貌演变

冉广 , 周敬恩 , 席生岐 , 李鹏亮

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.05.017

采用XRD,SEM,TEM和粒度分析仪对Al-15%Pb和Al-15%Pb-4%Si-1%Sn-1.5%Cu(质量分数,%)混合粉末在机械合金化过程中的粒度及形貌演变进行了研究.结果表明:混合粉末经球磨后都可以获得纳米晶,球磨对Pb的细化明显大于对Al的细化作用;在相同的球磨时间下,添加有Si,Sn,Cu混合粉末的Al,Pb晶粒更小,其获得纳米晶的时间更短.由于冷焊与断裂在MA不同阶段的主导不同,Al-15%Pb-4%Si-1%Sn-1.5%Cu粒子经历了快速长大、快速减小和慢速减小3个阶段;而Al-15%Pb粒子细化则是增大-减小的反复过程,在球磨过程中Si作为硬度高的脆性粒子难于完全实现合金化,而Sn,Cu合金化速度较快.

关键词: 纳米晶材料 , 粒度形貌 , 机械合金化 , Al-Pb粉末