机械合金化制备纳米WC-MgO复合粉末的研究

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1、,才于学校代码学号东华大学硕士学位论文机械合金化制备纳米一复合粉末的研究一学科材料物理与化学作者吴彩霞指导教师朱世根狄平答辩日期一一东华大学材料学院二九年一月附件东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明我悟守学术道德,崇尚严谨学风。所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名氰彩之日期呵年月如附件东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用

2、学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密腻在竺年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名指导教师签名日期伽阵明如日期呼`”知东华人学硕卜论文摘要机械合金化制备纳米一复合粉末的研究摘要机械合金化技术由于具有成本低、工艺设备简单等优点,己经成为制备各种纳米复合材料的重要方法。采用该技术对、和石墨粉末进行球磨,利用球磨引起原始粉末间的化学反应,在室温下合成晶粒细小、分布均匀的纳

3、米一复合粉末,经过烧结可得到兼具高硬度和高韧性的块体材料。这种材料可作为一硬质合金的替代材料,以节约稀有战略资源、提高性能和降低成本,是一种极具工业应用前景的纳米复合材料。但是,纳米一复合粉末的机械合金化制备过程常以自蔓延爆炸反应方式进行,难以控制、极具危险性。另外,球磨过程复杂,影响因素较多,特别是球磨机转速、球料比和磨球直径等参数间存在着复杂的多元非线性关系,用传统的物理模型难以准确地对球磨过程进行多因素、多目标的预测及工艺参数优化处理。再者,在球磨过程中,容易出现粉末粘球、粘壁现象,影响最终产物的性能和出粉率。因此,研究实现对机械合金化制备过程的平稳控制,获得机械合金化过

4、程中工艺参数与合成机理、产物性能之间的关系,强化对试验方案和试验产物及其性能的预测与优化,细化粉末粒度、提高出粉率就显得很有必要。本课题的主要研究工作和结果如下采用机械合金化法制备了纳米一复合粉末,并通过、和对粉末的结构进行表征。结合一模型和杨君友模型界定了平稳可控的逐步反应和危险不可控的自蔓延反应两种机械合金化合成一机理的能量区域,并通过球磨能量图阐明了球磨机转速、球料比和球磨时间等工艺参数对合成机理的影响。结果表明在一定球磨条件下,当有效强度因子凡大于宫'·一',合成一的机理为自蔓延反应,所需的球磨总能量,介于东华人学硕一论文摘要·一和·一'之间当有效强度因子凡在·一'·一

5、'和宫,·一,之间,合成机理为逐渐反应,所需的最小球磨总能量瓦约为··一。运用反向传递神经网络网络技术结合动量因子一自适应学习速率算法,建立了纳米一粉体制备过程中球磨工艺参数球磨机转速、球料比和磨球直径与球磨产物性能特征晶粒尺寸、比表面积和中值粒径之间的预测模型。分析预测结果、评价模型精度后,还利用该模型对球磨工艺过程控制进行优化,得到在球料比为时的最佳球磨工艺球磨机转速,球磨直径。在上述最佳球磨工艺条件下,将硬脂酸作为过程控制剂,研究了它在机械合金化方法制备纳米一粉末过程中的作用。在高能行星球磨实验中加入一,的硬脂酸,并采用和对球磨产物进行表征。研究发现,在其他球磨参数相同的

6、情况下,当硬脂酸的添加量为一时,一的机械合金化合成机理由危险的自蔓延反应转变为可控的逐步反应。此外,加入硬脂酸可以进一步细化粉末粒度、阻止粉末粘壁、提高粉末粒度分布均匀性及出粉率。关键词机械合金化,纳米一复合粉末,机械合金化合成机理,神经网络,硬脂酸东`杆大学硕论文一如,,一邓,一,一,一,,,一,一如一,,,,一,一一,'一一,如东华大学硕论文,',,一如一,,,、妞,一一曲一比·一·一,·一·一·一·一,一一·一'一·一',·一卿扔『,一一,一,一东华人学倾论义一如一一,一一如,,,,如如,一,,,东华人学映上论文日录目录摘要……`………目录……,……,……,……第一章绪论

7、……,……,,,…,……选题背景……纳米硬质合金粉末的合成……机械合金化……喷射转换法……原位渗碳还原法……,……溶胶一凝胶法……其他合金化方法……,……,……,,…,二,,…,,……,,,……机械合金化的研究进展……,……机械合金化的工艺参数……,……机械合金化过程的理论模型……,……粉体制备工艺优化模型……,……课题的研究目的、意义及内容……参考文献……,……巧第二章机械合金化制备纳米一复合粉末的反应机理及判据研究…弓言……机械合金化的机理……原子扩散逐步反应机制……自蔓延燃烧反应机制…