Mo-Cu粉末的机械合金化及烧结特性研究

Mo-Cu粉末的机械合金化及烧结特性研究

吉洪亮[1]2002年在《Mo-Cu粉末的机械合金化及烧结特性研究》文中进行了进一步梳理本文采用粉末冶金的非平衡制备高新技术—机械合金化法,通过机械合金化工艺、粉末生坯压制工艺和液相烧结工艺的设计与优化,制备出了Mo-Cu高比重合金。 本文从工艺上主要研究了Mo-Cu复合粉末的高能球磨工艺、Mo-Cu粉末生坯的压制工艺、液相烧结工艺以及不同的工艺条件对材料性能的影响。 本文通过对Mo-Cu复合粉末的机械合金化研究表明,经过高能球磨后的Mo-Cu复合粉末,处于非平衡储能状态。粉末的X-Ray衍射分析表明,粉末的衍射峰峰值降低,峰增宽,粉末体系产生了一定程度的非晶化。粉末的差热分析表明,粉末体系中集聚了大量的缺陷能、畸变能和表面能。经过计算得出,4小时球磨粉储能约为Cu相变潜热的28.1%,8小时球磨粉储能约为Cu相变潜热的31.4%。 本文通过压制工艺的设计,有效的控制了Mo-Cu粉末生坯的压制密度,得到了质量良好、相对密度符合预先设计要求的Mo-Cu粉末压制生坯。 本文通过对Mo-Cu粉末生坯的烧结工艺研究得出,粉末生坯相对密度为70%~80%,烧结温度为1100~1200℃、等温时间为80~120min、氢气保护气氛下,可制备出具有高致密度的Mo-Cu粉末烧结体。 本文测试了Mo-Cu烧结体的密度,测试结果表明,液相烧结Mo-Cu合金的相对密度在95%~97%之间,基本上实现了致密化。 本文研究了Ni、NH_4Cl活化剂的加入对Mo-Cu合金致密化的影响,研究结果表明,Ni、NH_4Cl的加入促进了合金烧结和致密化。添加活化剂的Mo-Cu烧结体比未加活化剂的烧结体相对密度一般高0.5~1.5个百分点。其中,Ni的活化效果好于NH_4Cl。 最后本文研究了Mo-Cu合金的致密化机理。研究表明,液相烧结Mo-Cu合金的致密化过程分为固相烧结阶段和液相烧结阶段。在这两个阶段中,材料的致密化机制各不相同。

王婕丽[2]2013年在《熔渗法制备纤维结构Mo-Cu复合材料的研究》文中指出本文对纤维结构钼铜复合材料的制备方法、宏微观组织结构、机械物理性能展开研究,以钼纤维为原料,经无纺技术精细编织获得钼纤维毡,并采用酸处理工艺结合模压成形制得3D钼纤维预制体;再以此作为基体相,通过预烧结处理,并采用熔渗工艺,最终得到一种纤维基体相结构的钼铜复合材料;进一步以钼粉为原料,采用相同制备工艺制得常规钼铜复合材料,由此对比研究。本文作者主要得到的结论如下:(1)采用模压压制获得的钼纤维预制体,可形成较宽范围的孔隙度,其致密度与压制压力近似呈线性关系,且在压制压力为80MPa下,钼纤维预制体的致密度达到最高84.25%,纤维预制体比常规钼粉坯具有更为优越的压制特性。(2)经压制压力为40MPa下得到的钼纤维预制体,采用不同预烧结工艺,经预烧后得到的微观组织形貌达致密化的效果;随预烧温度的升高,预制体的体积收缩率仅在1.14%~3.15%范围内,且满足Arrhenius方程;在预烧温度为1450℃时,得到预制体的致密度达到最大值74.05%,比预烧前增加了3.12%,同时其体积收缩率也相应达最大值3.15%。(3)未经预烧结处理的钼纤维预制体采用熔渗工艺,获得的钼铜复合材料具有致密均匀、特征明显的纤维结构组织;同时钼纤维预制体高温烧结后能保持一定的孔隙度和孔径形状,从而可得到钼含量不同的钼铜复合材料。获得的钼铜材料的致密度均大于99%;且随压制压力的增大,复合材料的密度及致密度均呈上升趋势;同时钼铜复合材料的硬度随钼质量分数增加而相应增加,而其电导率呈相反趋势;在钼质量分数为84.77%,材料的致密度和硬度均达最高,分别为99.43%与226.7HV,相应电导率为16.5MS/m。(4)经预烧结处理的钼纤维预制体采用熔渗工艺,获得的钼铜复合材料仍保持纤维结构特征,且钼铜两相界面处紧密、平整;相比未预烧结处理的预制体获得的钼铜材料,预烧后的界面处的微孔及铜相中的孔洞均较少,同时,铜相基本没有发生氧化,钼含量的氧化也较少。随预烧温度的增大,获得的钼铜复合材料的密度与致密度,及其硬度均呈下降趋势,而其电导率基本持平。钼纤维预制体在1250℃预烧温度下,获得的钼铜材料的组织及机械物理性能最优,其致密度为99.65%,硬度为216.1HV,电导率为17.1MS/m,均高于同压制压力下,未经预烧结预制体得到的钼铜材料的机械物理性能。(5)在压制压力为40MPa下,钼纤维预制体采取预烧温度1250℃保温1h,熔渗温度1270℃保温1.5h,制得的纤维结构钼铜复合材料的组织与机械物理性能均优于相同制备工艺下采用钼粉制得的常规钼铜复合材料的组织与性能。

参考文献:

[1]. Mo-Cu粉末的机械合金化及烧结特性研究[D]. 吉洪亮. 国防科学技术大学. 2002

[2]. 熔渗法制备纤维结构Mo-Cu复合材料的研究[D]. 王婕丽. 上海工程技术大学. 2013

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