機(jī)械合金化制備高熔點(diǎn)、低熔點(diǎn)金屬固溶體和化合物的研究.pdf

1、機(jī)械合金化應(yīng)用于制備材料通常在室溫下進(jìn)行,不受組分之間熔點(diǎn)差的限制,與傳統(tǒng)冶金方法相比更加適用于高熔點(diǎn)一低熔點(diǎn)體系合金化的制備以及低熔點(diǎn)金屬體系固態(tài)化學(xué)轉(zhuǎn)化的研究. W、In的熔點(diǎn)相差3650℃,目前尚未見(jiàn)有關(guān)W-In化合物的報(bào)道.我們首次利用高能球磨法在室溫下制各了In<,16.7>W<,83.3>固溶體.W-In體系混和熱為正并且組分之間力學(xué)性能有很大的差異.W-16.7at.﹪In混合粉末經(jīng)球磨55h后,其XRD圖顯示為單

2、一的BCC相,采用XRD、DSC和基于德拜方程的計(jì)算模擬,證明了所得產(chǎn)物為成分均勻的固溶體,通過(guò)SEM圖表征了混合粉末在球磨不同階段的微觀形貌.退火實(shí)驗(yàn)表明In<,16.7>W<,83.3>固溶體在低于600℃下是穩(wěn)定的,而高于600℃時(shí)分解為單質(zhì)W和In,表明球磨制備的In-W固溶體具有較高的穩(wěn)定性. 球磨作用誘導(dǎo)的深度塑性形變促進(jìn)非互溶體系的機(jī)械混合,基于Ma等人的理論我們認(rèn)為In-W體系高頻率剪切力的作用下發(fā)生嚴(yán)重塑性形變

3、和界面粗糙,直至固溶體的形成.我們討論了形成In-W固溶體高穩(wěn)定性的幾個(gè)因素. 研究了In<,2>O<,3>+Al(Ⅰ)、SnO<,2>+Al(Ⅱ)、和In<,2>O<,3>/SnO<,2>+Al(Ⅲ)體系在球磨作用下的固態(tài)化學(xué)轉(zhuǎn)變.在我們的實(shí)驗(yàn)條件下,Ⅰ、Ⅱ體系中各自析出了In和Sn的單質(zhì),單質(zhì)金屬和Al都沒(méi)有發(fā)生合金化.In<,2>O<,3>/SnO<,2>+Al體系在球磨時(shí)間達(dá)到12h后主要組分為InSn<,4>金屬間化合

4、物,繼續(xù)的球磨和Fe雜質(zhì)的引入使InSm<,4>發(fā)生分解,部分生成FeSn<,2>型的物相.其原因是FeSn<,2>具有更高的熔點(diǎn)和更低的Gipps自由能. 以W粉及石墨為原料,利用高能球磨法一步合成了納米級(jí)WC粉體.研究了W粉的表面活性、球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、球磨介質(zhì)和密封條件等因素對(duì)W和C合金化的影響.W粉經(jīng)H<,2>還原后,去除了覆蓋其表面的氧化膜,加速了WC的形成.將表面鍍鎳的納米碳管(CNTs)和WC粉體(8wt.﹪Co、0.5