Cr粉在机械球磨过程中的机械力化学效应.pdf

第４２卷 第３期　 兰 州 理 工 大 学 学 报　 Ｖｏｔ．４２　Ｎｏ．３　 ２０１６年６月　 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　 Ｊｕｎ　２Ｏ１６　 文章编号：１６７３—５１９６（２Ｏ１６）Ｏ３—０００１—０５　 Ｃｒ粉在机械球磨过程中的机械力化学效应　 郭铁明，吉瑞芳，贾建刚，金　硕，付　迎，唐中杰　 （兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室，甘肃兰州　７３００５０）　 摘要：研究了Ｃｒ粉在机械球磨过程中粒度分布、晶粒尺寸和显微应变随球磨时间的变化规律．探讨了机械球磨过　 程中Ｃｒ粉的形貌特点及其细化机理．结果表明：Ｃｒ的细化主要发生在球磨前期（５　ｈ），５　ｈ后细化速率明显减缓，球　 磨２５　ｈ时，Ｃｒ粉的表面积平均粒径 （１．３８３　ｍ）和体积平均粒径 （２．１８４　ｍ）均达到最小，平均晶粒尺寸达到　 １５．２　ｎｌＴＩ，球磨细化效果最佳，球磨３０　ｈ，粒度峰右移且分布范围变宽．在球磨２０　ｈ内，随球磨时间的延长，ｃｒ粉的　 晶粒尺寸减小，显微应变增大，当晶粒尺寸达到 １５　ｎｍ左右时，显微应变出现了突降，随后显微应变随着晶粒尺寸　 的减小而减小．Ｃｒ粉细化的机理是：球磨初期Ｃｒ粉产生强烈塑性变形，缺陷密度剧烈增加，粉体发生强烈加工硬　 化，加速了粉体碎化；球磨２５　ｈ冷焊和碎化达到动态平衡，粉体粒度达到最小；球磨３０　ｈ后，粉体表面活性增大，粉　 体出现再次团聚．机械球磨法可获得形状规则的类球形Ｃｒ颗粒．　 关键词：Ｃｒ粉；湿法球磨；机械化学效应；超细粉体　 中图分类号：ＴＧ１４６　 文献标志码：Ａ　 Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｃｒ　ｐｏｗｄｅｒ　ｉｎ　ｉｔｓ　ｂａｌ　ｌｍｉｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　 ＧＵＯ　Ｔｉｅ－ｍｉｎｇ，ＪＩ　Ｒｕｉ－ｆａｎｇ，ＪＩＡ　Ｊｉａｎ－ｇａｎｇ，ＪＩＮ　Ｓｈｕｏ，ＦＵ　Ｙｉｎｇ，ＴＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇ－ｊ　ｉｅ　 （Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ，Ｌａ￣ｈｏｕ　Ｕｎｉｖ．ｏｆ　Ｔｅｃｈ．，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００５０，Ｃｈｉｎａ）　 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｅｍｐｏｒａ１　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｐａｔｔｅｒｎ　ｏｆ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｓｔｒａｉｎ　ｏｆ　Ｃｒ　 ｐｏｗｄｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａ１　ｂａｌ　ｌｍｉｌｌｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎｄ　ｒｅｆｉｎｅ—　 ｍｅｎｔ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　Ｃｒ　ｐｏｗｄｅｒ　ｉｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａ１　ｂａｌ　ｌｍｉｌｌｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｒｅ　ｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌ　ｓｈｏｔ ｗ　ｔｈａｔｓ 　ｔｈｅ　 Ｃｒ　ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ　ｗｉｌ　ｌｍａｉｎｌｙ　ｏｃｃｕｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅａｒｌｙ　ｓｔａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂａｌ　ｌｍｉｌｌｉｎｇ（５　ｈ），ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ　ｒａｔｅ　ｓｌｏｗｓ　 ｎｏｔｉｃｅａｂｌｙ　ａｆｔｅｒ　５　ｈ．Ｂａｌ　ｌｍｉｌｌｅｄ　ｆｏｒ　２５　ｈ，ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａ　ａｖｅｒａｇｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ（１．３８３　ｍ）ａｎｄ　ｖｏｌｕｍｅ　ａｖ—　 ｅｒａｇｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ（２．１　８４“ｍ）ｏｆ　Ｃｒ　ｐｏｗｄｅｒ　ｂｅｃｏｍｅ　ｍｉｎｉｍｕｍ，ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｇｒａｉｎ　ｓｉｚｅ　ｂｅｉｎｇ　１　５．２　ｎｍ　ａｎｄ　 ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｂａｌ　ｌｍｉｌｌｉｎｇ　ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ　ｂｅｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ．Ｂａｌ１　ｍｉｌｌｅｄ　ｆｏｒ　３Ｏ　ｈ，ｔｈｅ　ｐｅａｋ　ｏｆ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｗ ｉｌ　ｓｈｉｌ ｆｔ　 ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｐａｒｔｉｃｌｅ