低温球磨制备纳米晶纯铝粉体.pdf

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1、第32卷第2期航空材料学报Vo1．32．No．22012年4月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSApril2012低温球磨制备纳米晶纯铝粉体李炯利，厉沙沙，李伟，熊艳才(北京航空材料研究院，北京100095)摘要：采用低温球磨的方法制备了纳米晶纯铝粉体。利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对经低温球磨前后的纯铝粉体的化学成分、颗粒形貌及尺寸、微观组织进行研究。结果表明，随着球磨时间的增加，纯铝粉体的颗粒尺寸分布呈现出“宽一窄一宽”式演化规律，这与存在于整个球磨过程中的“破碎．焊合”综合作用密切相关。低温球

2、磨早期，位错胞演化机理主导纯铝粉体的晶粒细化；低温球磨后期，断裂冷焊机理则为纯铝粉体晶粒细化的主要机制。关键词：纳米晶；纯铝；粉体；低温球磨；微观组织DOI：10．3969／j．issn．1005—5053．2012．2．006中图分类号：TG146．2+1文献标识码：A文章编号：1005—5053(2012)-02-0038-05未来超声速飞行器和无人机的发展将强烈依赖氮，待液氮浸没全部磨球时开始球磨，球磨时间分别于超高比强度材料，其中，纳米晶铝合金因具有强度为2h，4h及6h。其中，纯铝粉体(雾化状态)的平均高、重量轻、耐腐蚀、耐高温和高可靠等优点，成为未粒度为一400目，

3、约合50m，其基本化学成分及含来航空器轻量化的首选材料，世界各国均高度重量见表1。磨球材质为轴承钢，共3种规格，直径依视。目前，关于纳米晶铝合金的制备工艺有一引次计5ram，8mm和10ram，球料比为30：1。脂酸(约人注目的动态，即先通过低温球磨技术制备纳米晶占粉体质量的o．2％～1．0％)作为分散剂，用于缓铝合金粉体，而后通过固结纳米晶铝合金粉体获得解粉体颗粒间(或粉体与罐体和搅拌轴之间)的过块体纳米晶铝合金。度黏结焊合。球磨过程中始终保证液氮浸没全部磨遗憾的是，国内低温球磨制备纳米晶纯铝及铝球，以使罐内温度维持在一120~(2左右。合金的研究工作比较零散，虽然有许多研究

4、成表1纯铝雾化粉体的化学成分(质量分数／％)果I4I9在观察的经验事实方面不断补充或更新，Table1Chemicalcompositionsoftheas—atomized然而在积累及创新性乃至应用基础的研究等方面，aluminumpowders(massfractiort／％)均未取得长足进展，明显落后于国外研究水平。已有工作主要集中于纳米晶铝合金的热稳定性、强化机理、微观组织和力学性能。。等方面的研究，工程应用方面的研究鲜有报道。本研究基本上涵盖了纯铝粉体在整个低温球磨通过电感耦合等离子体原子发射光谱法过程中的纯度变化、颗粒形貌及微观组织演化等内(ICP)测定球磨前后纯铝

5、粉体的化学成分；采用容，以期初步制取高性能的纳米晶纯铝粉体。JEOLJSM．7001F型扫描电镜观察球磨前后纯铝粉体的形貌特征；借助MasterSizer2000型粉末激光粒度1实验材料及方法分析仪获得球磨前后纯铝粉体的颗粒尺寸分布情况；经由JEOLJEM一2100型透射电镜观察纯铝粉体的微将纯铝粉体(原材料)、磨球(球磨介质)和硬脂观组织及其演化过程，加速电压为200kV。酸(过程控制剂)同时置于搅拌式球磨机中，充人液2实验结果与讨论收稿日期：2011-08-05；修订日期：2011-09-07作者简介：李炯利(1985一)，男，博士研究生，主要从事高性2．1粉体的化学成分能

6、铝合金及其工艺研发工作，(E‘mail)ghpu123@163·c。m。实验中纯铝粉体经低温球磨后的化学成分见表42航空材料学报第32卷208．参考文献：[8]马秀华，王为民，郭伟，等．低温球磨制备5083超细铝合[1]TELLKAMPVL，MELMEDA，LAVERNIAEJ．Mechani—金及性能研究[J]．人工晶体学报，2009，38：408—411．calbehaviorandmicrostructureofathermallystablebulk[9]王德庆，张大伟．低温球磨制备块体纳米Al晶体材料的nanostructureAIalloy[J]．Metallurg

7、icalandMaterials组织与性能[J]．大连交通大学学报，2010，31(1)：68—73．Transactions(A)，2001，32：2335—2343．[2]LAVERNIAEJ，HANBQ，SCHOENUNGJM．Cryomill—[10]TheBoeingCompany．Cryomilledaluminumalloysandcomponentsextrudedandforgedthereform：USA，ingnanostructuredmaterials：proces