机械合金化和其在新材料开发研制中的应用.ppt

大容量MgNi储氢合金 从合成制备方法看， Mg-Ni合金的制备方法有三种：高温熔炼法、固相扩散法、机械合金化法。熔炼法由于Mg、Ni的熔点和蒸汽压相差较大比较困难，而且熔炼所得的合金组织粗大，活化性很低，放电容量很小。固相扩散法比熔炼法要求的条件温和，制备样品活性高。而高能球磨机械合金化法是近年来出现的一种新的制备合金的方法，特别适用于Mg-Ni合金的制备，而且该法制备的合金电极电化学性能特别优异，容量大、活性高。 具有高温强度的高导电铜基合金 具有高电导和／或高热导的Cu基合金已在光学及电学领域得到了广泛的应用，在某些特殊应用领域还需要一定的高温强度或高温抗软化性能。 通常用锻造＋热处理方法来制备Cu-Cr和Cu-Zr合金。但是用通常的方法却不易将氧化物颗粒弥散于Cu基体中。近年来用高能球磨将元素或氧化物颗粒弥散分布于Cu基体中，已成功地制备出保持高热导、高电导性能的高强度Cu基合金，如Cu-Mo、Cu/Al2O3、Cu/ZrO2等。高能球磨既可控制基体成份、又可控制氧化物弥散体的分散度，并集氧化物弥散强化及溶质强化的优点于一体。由高能球磨制备的Cu/ZrO2复合材料，ZrO2颗粒间距细至100nm之内，尺寸为20-50nm的ZrO2颗粒可有效地阻止合金在加热过程中的晶粒长大，从而可稳定诸如晶界和位错等缺陷，具有相当高的高温强度。 为进一步提高强度和导电性，我们正在开展原位生成导电强化相Mo2Si增强的Cu基复合材料。 六、机械合金化的前景 高能球磨技术作为开发应用新材料的有力工具，彻底打破了传统的冶炼生产合金的方法，并可制备传统冶炼及快速凝固方法都难以合成的、具有一系列独特性能的各种新型合金，而且成本低，产量大，工艺周期短。通过随后的热处理或热固化工艺还可获得一系列大块稳态或亚稳态材料，工业化生产前景十分诱人。 今后除应继续大力加强高能球磨基础理论研究，拓宽其研究范围外，更应充分利用高能球磨技术开发实用新型材料。高能球磨制备的弥散强化高温合金和高比强结构材料作为商用材料已广泛地应用于飞机发动机的诸多部件上。开发航空航天、化工及汽车工业中用于耐高温、抗氧化、耐腐蚀的恶劣环境下的轻质新型结构材料，并实现工业化生产，高能球磨技术将显示巨大的潜力和优势。 谢谢大家 机械合金化及其在新材料开发研制中的应用 学术报告 机械合金化及其在新材料开发研制中的应用 机械合金化历史 机械合金化技术简介 机械合金化材料研发中的理论研究 机械合金化结构材料开发 机械合金化功能材料开发 机械合金化的前景 一、机械合金化历史 机械合金化(Mechanical Alloying), 也称为高能球磨(High-energy Ball Milling)技术，是70年代初由美国国际镍公司(INCO)开发的，最初是用于研制氧化物弥散强化的镍基超合金。自八十年代初发现它可用来制备非晶态材料后，对它的研究引起人们极大的兴趣。八十年代主要集中于高能球磨制备非晶态材料的研究。九十年代则将其作为室温固态反应过程进行着多方面广泛的研究。近年的研究表明，由于高能球磨过程中引入大量的应变、缺陷及纳米量级的微结构，使得合金化过程的热力学和动力学过程不同与普通的固态反应过程，提供了其它技术（如快速凝固等）不可能得到的组织结构，因而有可能制备出常规条件下难以合成的许多新型合金。 二、机械合金化技术简介 MA物理过程 高能球磨是一个高能量干式球磨过程。简单地说，它是在高能量磨球的撞击研磨作用下，使研磨的粉末之间发生反复的冷焊和断裂，形成细化的复合颗粒，发生固态反应形成新材料的过程。 原材料可以是元素粉末、元素与合金粉末和金属间化合物、氧化物粉末等的混合物。磨球一般采用轴承钢球。 球－粉末－球的碰撞引起塑性粉末的压扁和加工硬化，当被压扁的金属粒子重叠时，原子级洁净的表面紧密地接触，发生冷焊，形成由各组分组成的多层的复合粉末粒子，同时发生加工硬化的组分及复合粒子的断裂。冷焊与断裂不断重复，有效地“揉混”复合粉末的内部结构，其不断细化并越来越均匀，形成均匀细化的复合颗粒。由于复合颗粒内有大量的缺陷和纳米微结构，进一步高能球磨时发生固态反应形成新的合金材料。材料在高能球磨过程中，界面及其它晶体缺陷的增加是其共性，而元素本身的性质、不同元素之间的交互作用及外界条件的影响等，则决定了高能球磨的最终结果。 为了提供高能球磨所需要的能量，在碰撞之前，磨球的速度至少应