材料制备新技术 教学课件 作者 许春香 主编 张金山 副主编第三章 机械合金化技术.ppt

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1、第3章机械合金化技术(a)搅拌球磨机(b)滚动球磨机(c)行星球磨机第3章机械合金化技术(d)一维振动球磨机(e)三维振动球磨机图3-1机械合金化的球磨装置第3章机械合金化技术(a)低转速；(b)适宜转速；(c)临界转速图3-2球磨筒内球和物料在转速不同时的三种状态第3章机械合金化技术(a)颗粒的夹挤和压(b)团聚(c)团聚颗粒的释放图3-3夹挤两球间粉末增量容积的变化过程第3章机械合金化技术(a)冷焊(b)粉末断裂图3-4为球—粉末—球碰撞过程示意图第3章机械合金化技术(a)分布在表层(b)分布在局部区域(c)分布在整个区域图3-

2、5活化点分布模型第3章机械合金化技术图3-6摩擦等离子模型1—外激电子放出；2—正常结构；3—等离子区；4—结构不完整区第3章机械合金化技术图3-7Tc和Tig随球磨时间变化的曲线第3章机械合金化技术图3-8球磨筒中温度随球磨时间变化的曲线第3章机械合金化技术图3-9纯镍和镍基合金在高温下的屈服强度变化曲线T—绝对温度；Tm—以绝对温度表示的熔点第3章机械合金化技术图3-10金属混合粉、非晶态合金和金属间化合物的自由能曲线第3章机械合金化技术图3-11Ti-Si合金系不同相的自由能(T＝673K)表3-1一些机械力化学反应类型反应类

3、型反应实例分解反应MxCO3→MxO+CO2（M=Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Fe2+）合成反应Mg+γ-Al2O3→MgAl2O4Ca9HPO4(PO4)5OH+CaF2→Ca10(PO4)6F2+H2OSn+2PhCH2X→(PhCH2)2SnX2(X=Cl,Br,I;Ph=C8H5)氧化还原反应xM+y/2O2→MxOy(M=Ag+,Cu+,Zn2+,Ni2+,Co2+)Au+3/4CO2→1/2Au2O3+3/4C3/2TiO2+2Al→Al2O3+3/2Ti晶型转变γ-Fe2O3→α-Fe2O3α-PbO2→β-Pb

4、O2表3-2高温下各种弥散相的稳定性比较分散相1273K时生成自由能的估算值/(kJ/mol)γ′－105碳化物－170Y2O3－920表3-3INCO公司开发的镍基ODS合金的成分合金AlCrTiTaWMoFeZrCCNiY2O3MA60004.5152.52.04.02..0-0.150.050.01Bal.1.1MA7606.020--3.52.0-0.150.050.01Bal.0.95MA7540.3200.5---1.0-0.05-Bal.1MA7580.3300.5.---1.0-0.05-Bal.0.6MA7574.

5、0160.5-----0.05-Bal.0.6合金30024.0200.5-----0.05-Bal.0.6表3-4几种机械合金化ODS超合金的典型性能性能①合金MA754MA6000MA758MA760合金类型Ni-CrNi-Cr-γ′Ni-CrNi-Cr-γ′密度/(g/cm3)8.38.118.147.88弹性模量（293K）/GPa149203--屈服强度②（0.2%残余变形）/MPa134192147140拉伸强度②/MPa148222153141断裂伸长率②/％12.59915断裂应力（1368K）/MPa----100

6、h102131501101000h94127-107①除另外标注外，均在1368K试验；②纵向方向。表3-5几种典型的铁基ODS合金(质量分数)/%合金名称CrMoTiAl弥散颗粒用途IncoloyMA95620-0.54.50.5Y2O3高温部件材料PM200020-0.55.50.5Y2O3ODM75116.5-0.64.50.5Y2O3IncoloyMA957140.31.0-0.2Y2O3快中子堆燃料包壳管用材料DT2203Y05131.52.2-0.5Y2O3DT2906131.52.9-Ti2O3表3-6耐热铝合金的力学

7、性能合金系抗拉强度σb/MPa(室温)伸长率δ/%(室温)抗拉强度σb/MPa（300℃）抗拉强度σb/MPa（400℃）Al-C450~4958~10250150Al-Ti-C560~5808~10300Al-Mg-C680~7006~83500250表3-7一次MA和二次MAAl-5wt%Fe合金的力学性能工艺温度t/℃抗拉强度σb/MPa屈服强度σ0.2/MPa弹性模量E/GPa伸长率δ/%硬度/HRB一次MA25342302628.855200257242494.630022220836.24.6400144144332.7

8、二次MA25454381813.67920034731666.62.8300264.3250563400186.3182.3470.88表3-8机械合金化法与常规方法制得的试样性能对比AgNi合金密度/(g/cm3)硬度/HB电导率