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Mo-Cu粉末的机械合金化及烧结特性研究

吉洪亮  
【摘要】: 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。


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