材料制備新技術(shù)第三章機械合金化技術(shù)

1、第3章 機械合金化技術(shù) 學(xué)習(xí)目的與要求：學(xué)習(xí)目的與要求： 對機械合金化技術(shù)有一個系統(tǒng)而全面的了解；對機械合金化技術(shù)有一個系統(tǒng)而全面的了解； 掌握典型球磨機的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握典型球磨機的結(jié)構(gòu)和工作原理； 加強對球磨過程，球磨機理和機械力化學(xué)作用過程及其機理的理解；加強對球磨過程，球磨機理和機械力化學(xué)作用過程及其機理的理解； 熟悉和掌握采用機械合金化技術(shù)制備典型功能材料的基本原理和方法；熟悉和掌握采用機械合金化技術(shù)制備典型功能材料的基本原理和方法； 了解機械合金化技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。了解機械合金化技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。 3.1 機械合金化概述 3.1.1 機械合金化的概念機械合金化的概念 機

2、械合金化（機械合金化（mechanical alloying, MA) 是指金屬或是指金屬或 合金粉末在高能球磨機中通過粉末顆粒與磨球之間長合金粉末在高能球磨機中通過粉末顆粒與磨球之間長 時間激烈地沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、時間激烈地沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、 斷裂，導(dǎo)致粉末顆粒中原子擴散，從而獲得合金化粉斷裂，導(dǎo)致粉末顆粒中原子擴散，從而獲得合金化粉 末的一種粉末制備技術(shù)。末的一種粉末制備技術(shù)。 特點：成本低、產(chǎn)量大、工藝簡單及周期性短特點：成本低、產(chǎn)量大、工藝簡單及周期性短 3.1 機械合金化概述 3.1.1 機械合金化的概念機械合金化的概念 特點：成本低、產(chǎn)量大、工藝

3、簡單及周期性短。特點：成本低、產(chǎn)量大、工藝簡單及周期性短。 典型的功能材料：典型的功能材料： 彌散強化合金、磁性材料、高溫材料、儲氫材料、過彌散強化合金、磁性材料、高溫材料、儲氫材料、過 飽和固溶體、復(fù)合材料、超導(dǎo)材料、非晶、準(zhǔn)晶和納飽和固溶體、復(fù)合材料、超導(dǎo)材料、非晶、準(zhǔn)晶和納 米晶等米晶等 3.1 機械合金化概述 (a)攪拌球磨機攪拌球磨機 (b)滾動球磨機滾動球磨機 (c)行星球磨機行星球磨機 3.1.2 機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨裝置 第3章 機械合金化技術(shù) (d)一維振動球磨機一維振動球磨機 (e)三維振動球磨機三維振動球磨機 圖圖3-1機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨

4、裝置 3.1.2 機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨裝置 3.1 機械合金化概述 (a)攪拌球磨機攪拌球磨機 3.1.2 機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨裝置 (1) 攪拌球磨機攪拌球磨機 攪拌球磨機是一種最有發(fā)展前途且是能量攪拌球磨機是一種最有發(fā)展前途且是能量 利用率最高的超細(xì)粉破碎設(shè)備，同樣也是利用率最高的超細(xì)粉破碎設(shè)備，同樣也是 最重要的機械化設(shè)備。又稱攪拌摩擦式球最重要的機械化設(shè)備。又稱攪拌摩擦式球 磨機。磨機。 構(gòu)成：靜止的球磨筒體；構(gòu)成：靜止的球磨筒體； 裝在筒體中心的攪拌器。裝在筒體中心的攪拌器。 內(nèi)部作用力：沖擊、摩擦和剪切。內(nèi)部作用力：沖擊、摩擦和剪切。 3.1 機械合

5、金化概述 3.1.2 機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨裝置 (2) 滾動球磨機滾動球磨機 也稱臥式球磨機，球磨筒體繞其橫軸轉(zhuǎn)動。也稱臥式球磨機，球磨筒體繞其橫軸轉(zhuǎn)動。 粉碎物料的作用效果：粉碎物料的作用效果： 取決于球和物料的運動狀態(tài)，而運動狀取決于球和物料的運動狀態(tài)，而運動狀 態(tài)又取決于球磨筒的轉(zhuǎn)速態(tài)又取決于球磨筒的轉(zhuǎn)速 作用力：在重力和旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力綜作用力：在重力和旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力綜 合作用下，球體上下翻滾砸在粉末上。合作用下，球體上下翻滾砸在粉末上。 (b)滾動球磨機滾動球磨機 3.1 機械合金化概述 3.1.2 機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨裝置 (2) 滾動球磨機滾

6、動球磨機 (a)低轉(zhuǎn)速；低轉(zhuǎn)速； (b)適宜轉(zhuǎn)速；適宜轉(zhuǎn)速； (c)臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速 圖圖3-2 球磨筒內(nèi)球和物料在轉(zhuǎn)速不同時的三種狀態(tài)球磨筒內(nèi)球和物料在轉(zhuǎn)速不同時的三種狀態(tài) 3.1 機械合金化概述 (c) 行星球磨機行星球磨機 3.1.2 機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨裝置 (3) 行星式磨機行星式磨機 筒體固定在工作臺上，工作臺可以旋轉(zhuǎn)，筒體固定在工作臺上，工作臺可以旋轉(zhuǎn)， 并且離心加速度值可達到并且離心加速度值可達到3050倍的重力倍的重力 加速度值。加速度值。 旋轉(zhuǎn)方式：公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方式：公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。 3.1 機械合金化概述 3.1.2 機械合金化的球磨裝置機械合金化的球磨裝

7、置 (4) 振動球磨機振動球磨機 振動球磨機是利用球磨在作高頻振動的筒體內(nèi)對物料進行沖擊、振動球磨機是利用球磨在作高頻振動的筒體內(nèi)對物料進行沖擊、 摩擦、剪切等作用從而是無聊粉碎的球磨設(shè)備。摩擦、剪切等作用從而是無聊粉碎的球磨設(shè)備。 (d)一維振動球磨機一維振動球磨機 (e)三維振動球磨機三維振動球磨機 3.2 金屬粉末的球磨過程 四種形式的作用力：沖擊、摩擦、剪切和壓縮。四種形式的作用力：沖擊、摩擦、剪切和壓縮。 沖擊：一個物體被另一個物體瞬間撞擊。沖擊：一個物體被另一個物體瞬間撞擊。 摩擦：兩物體間因相互滾動或滑動而產(chǎn)生，磨擦作用產(chǎn)生磨損摩擦：兩物體間因相互滾動或滑動而產(chǎn)生，磨擦作用產(chǎn)生磨

8、損 碎削或顆粒。碎削或顆粒。 剪切：切割或劈開顆粒。通常，剪切與其他形式的力結(jié)合在一剪切：切割或劈開顆粒。通常，剪切與其他形式的力結(jié)合在一 起發(fā)揮作用。起發(fā)揮作用。 壓縮：壓縮是緩慢施加壓力與物體上，壓碎或擠壓顆粒材料。壓縮：壓縮是緩慢施加壓力與物體上，壓碎或擠壓顆粒材料。 (a)顆粒的夾擠和壓顆粒的夾擠和壓 (b)團聚團聚 (c)團聚顆粒的釋放團聚顆粒的釋放 圖圖3-3 夾擠兩球間粉末增量容積的變化過程夾擠兩球間粉末增量容積的變化過程 夾擠：球磨機運動時，將一定容積的粉末夾擠在兩個夾擠：球磨機運動時，將一定容積的粉末夾擠在兩個 沖撞球之間。沖撞球之間。 粉末的顆粒度不是可以無限度微化，最終破

9、碎的程度粉末的顆粒度不是可以無限度微化，最終破碎的程度 （大小）取決于顆粒間結(jié)合強度以及粉末顆粒的形狀、（大?。┤Q于顆粒間結(jié)合強度以及粉末顆粒的形狀、 大小、粗糙度和氧化程度。大小、粗糙度和氧化程度。 碰撞壓縮（可分為三個階段）：碰撞壓縮（可分為三個階段）： 粉末顆粒的重排和重新疊置；粉末顆粒的重排和重新疊置； 顆粒的彈性和塑性變形以及金屬顆粒發(fā)生冷焊；顆粒的彈性和塑性變形以及金屬顆粒發(fā)生冷焊； 顆粒進一步變形、密實或者被壓碎破裂。顆粒進一步變形、密實或者被壓碎破裂。 在球磨過程中，對于單一粉末顆粒來說發(fā)生了一系列的在球磨過程中，對于單一粉末顆粒來說發(fā)生了一系列的 變化，如微鍛、斷裂、團聚和

10、反團聚。變化，如微鍛、斷裂、團聚和反團聚。 3.3 機械合金化的球磨機理 金屬粉末在長時間的球磨過程中，顆粒的破碎和團金屬粉末在長時間的球磨過程中，顆粒的破碎和團 聚貫穿于整個過程，在這一球磨過程中發(fā)生了金屬聚貫穿于整個過程，在這一球磨過程中發(fā)生了金屬 粉末的機械合金化。粉末的機械合金化。 機理取決于粉末組分的力學(xué)性質(zhì)、它們之間的相平機理取決于粉末組分的力學(xué)性質(zhì)、它們之間的相平 衡何在球磨過程中的應(yīng)力狀態(tài)。衡何在球磨過程中的應(yīng)力狀態(tài)。 (a)冷焊冷焊 (b)粉末斷裂粉末斷裂 圖圖3-4 為球為球粉末粉末球碰撞過程示意圖球碰撞過程示意圖 3.3 機械合金化的球磨機理 為了便于討論問題，把粉末分成

11、三種粉末球磨體系：為了便于討論問題，把粉末分成三種粉末球磨體系： 1）延性）延性/延性；延性；2）延性）延性/脆性；脆性；3）脆性）脆性/脆性。脆性。 3.4 機械合金化原理 3.4.1 機械力化學(xué)原理機械力化學(xué)原理 3.4.1.1 機械力化學(xué)的概念機械力化學(xué)的概念 所謂機械力化學(xué)就是通過機械力的不同作用方式，所謂機械力化學(xué)就是通過機械力的不同作用方式， 如壓縮、沖擊如壓縮、沖擊 、摩擦和剪切等，引入機械能量，從摩擦和剪切等，引入機械能量，從 而使受力物理的物理化學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改而使受力物理的物理化學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改 變其反應(yīng)活性。變其反應(yīng)活性。 球磨過程的相互作用，使得反應(yīng)勢壘

12、降低，誘發(fā)一球磨過程的相互作用，使得反應(yīng)勢壘降低，誘發(fā)一 些利用熱化學(xué)難以或無法進行的化學(xué)反應(yīng)。些利用熱化學(xué)難以或無法進行的化學(xué)反應(yīng)。 3.4 機械合金化原理 3.4.1.2 機械力化學(xué)的特點機械力化學(xué)的特點 機械力化學(xué)反應(yīng)具有與常規(guī)化學(xué)反應(yīng)不同的特點。機械力化學(xué)反應(yīng)具有與常規(guī)化學(xué)反應(yīng)不同的特點。 1）在機械力作用下可以誘發(fā)一些利用熱能無法發(fā)生）在機械力作用下可以誘發(fā)一些利用熱能無法發(fā)生 的化學(xué)反應(yīng)；的化學(xué)反應(yīng)； 2）有些物質(zhì)的機械力化學(xué)反應(yīng)與熱化學(xué)反應(yīng)的機理）有些物質(zhì)的機械力化學(xué)反應(yīng)與熱化學(xué)反應(yīng)的機理 不一致；不一致； 3）機械力化學(xué)反應(yīng)速率快；）機械力化學(xué)反應(yīng)速率快； 4）某些機械力化學(xué)反

13、應(yīng)受周圍環(huán)境影響??；）某些機械力化學(xué)反應(yīng)受周圍環(huán)境影響??； 5）機械力化學(xué)平衡。）機械力化學(xué)平衡。 3.4 機械合金化原理 3.4.1.3 機械力化學(xué)效應(yīng)機械力化學(xué)效應(yīng) 定義？定義？ 機械力作用下會產(chǎn)生哪些機械力化學(xué)效應(yīng)？機械力作用下會產(chǎn)生哪些機械力化學(xué)效應(yīng)？ 1）在機械力作用下導(dǎo)致物質(zhì)晶型轉(zhuǎn)變；）在機械力作用下導(dǎo)致物質(zhì)晶型轉(zhuǎn)變； 2）機械力改變物質(zhì)的表面性質(zhì)；）機械力改變物質(zhì)的表面性質(zhì)； 3）機械力作用下使得物質(zhì)無定型化；）機械力作用下使得物質(zhì)無定型化； 4）誘發(fā)機械力化學(xué)反應(yīng)；）誘發(fā)機械力化學(xué)反應(yīng)； 5）機械力引起的其它一些性質(zhì)變化。）機械力引起的其它一些性質(zhì)變化。 3.4 機械合金化原理

14、 3.4.2 機械力化學(xué)作用過程及其機理機械力化學(xué)作用過程及其機理 3.4.2.1 機械力化學(xué)作用過程機械力化學(xué)作用過程 活化點產(chǎn)生的過程活化點產(chǎn)生的過程 (a)分布在表層分布在表層 (b)分布在局部區(qū)域分布在局部區(qū)域 (c)分布在整個區(qū)域分布在整個區(qū)域 圖圖3-5 活化點分布模型活化點分布模型 3.4 機械合金化原理 3.4.2 機械力化學(xué)作用過程及其機理機械力化學(xué)作用過程及其機理 3.4.2.2 機械力化學(xué)作用機理機械力化學(xué)作用機理 1）局部升溫模型）局部升溫模型 2）缺陷和位錯模型）缺陷和位錯模型 3）摩擦等離子區(qū)模型）摩擦等離子區(qū)模型 4）新生表面和共價鍵開）新生表面和共價鍵開 裂理論

15、裂理論 5）綜合作用模型）綜合作用模型 圖圖3-6 摩擦等離子模型摩擦等離子模型 1外激電子放出；外激電子放出；2正常結(jié)構(gòu)；正常結(jié)構(gòu)； 3等離子區(qū)；等離子區(qū)；4結(jié)構(gòu)不完整區(qū)結(jié)構(gòu)不完整區(qū) 3.4 機械合金化原理 3.4.2 機械力化學(xué)作用過程及其機理機械力化學(xué)作用過程及其機理 3.4.2.3 機械力誘發(fā)的化學(xué)反應(yīng)機制機械力誘發(fā)的化學(xué)反應(yīng)機制 1）界面反應(yīng)機制）界面反應(yīng)機制 2）自蔓延反應(yīng)（）自蔓延反應(yīng)（SHS)機制機制 3）固溶）固溶-分解反應(yīng)機制分解反應(yīng)機制 圖圖3-7 Tc和和Tig隨球磨時間變化的曲線隨球磨時間變化的曲線圖圖3-8 球磨筒中溫度隨球磨時間變化的曲線球磨筒中溫度隨球磨時間變化

16、的曲線 圖圖3-9 純鎳和鎳基合金在高溫下的純鎳和鎳基合金在高溫下的 屈服強度變化曲線。屈服強度變化曲線。 T絕對溫度；絕對溫度；Tm以絕對溫度表以絕對溫度表 示的熔點示的熔點 3.5 機械合金化技術(shù)制備彌散強化和金 3.5.1 鎳基鎳基ODS超合金超合金 氧化物彌散強化合金（氧化物彌散強化合金（ODS合金）合金） 碳化物彌散強化合金（碳化物彌散強化合金（CDS合金）合金） （1）析出強化型鎳基超合金）析出強化型鎳基超合金 3.5 機械合金化技術(shù)制備彌散強化和金 3.5.1 鎳基鎳基ODS超合金超合金 （2）機械合金化制備）機械合金化制備ODS鎳基超合金鎳基超合金 （3）機械合金化制備的幾種典

17、型的鎳基）機械合金化制備的幾種典型的鎳基ODS超合金超合金 3.5.2 鐵基鐵基ODS超合金超合金 3.5.3 彌散強化鋁合金彌散強化鋁合金 （1）高強度鋁合金）高強度鋁合金 （2）高溫鋁合金）高溫鋁合金 3.6 機械合金化制備功能材料 3.6.1 機械合金化制備貯氫材料機械合金化制備貯氫材料 （2）機械合金化制備）機械合金化制備ODS鎳基超合金鎳基超合金 （3）機械合金化制備的幾種典型的鎳基）機械合金化制備的幾種典型的鎳基ODS超合金超合金 機械合金化法制備貯氫材料的特點：機械合金化法制備貯氫材料的特點： （1）可制備熔點相差較大的合金；）可制備熔點相差較大的合金； （2）粒子不斷破碎、折疊

18、，產(chǎn)生了大量新鮮表面及）粒子不斷破碎、折疊，產(chǎn)生了大量新鮮表面及 晶格缺陷，從而增強了其吸放氫過程中的反應(yīng)并有效晶格缺陷，從而增強了其吸放氫過程中的反應(yīng)并有效 降低活化能；降低活化能； （3）簡化了工藝。）簡化了工藝。 3.6 機械合金化制備功能材料 3.6.1 機械合金化制備貯氫材料機械合金化制備貯氫材料 3.6.1.1 AB5型稀土基貯氫合金型稀土基貯氫合金 3.6.1.2 AB2鋯基貯氫合金鋯基貯氫合金 3.6.1.3 AB型貯氫合金型貯氫合金 3.6.1.4 A2B型貯氫合金型貯氫合金 3.6.1.4 復(fù)合貯氫合金復(fù)合貯氫合金 3.6 機械合金化制備功能材料 3.6.2 機械合金化制備

19、電工材料機械合金化制備電工材料 3.6.2.1 機械合金化制備機械合金化制備Ag基電觸頭材料；基電觸頭材料； 1) Ag/Ni觸頭；觸頭；2）Ag/MeO觸頭；觸頭；3）Ag/W觸頭觸頭 3.6.2.2 機械合金化制備機械合金化制備Cu基電觸頭材料；基電觸頭材料； 1)Cu/W觸頭；觸頭； 2）Cu/Cr觸頭觸頭 3.7 機械合金化制備非平衡相材料 3.7.1 機械合金化制備非晶合金機械合金化制備非晶合金 3.7.2 機械合金化形成非晶的機制；機械合金化形成非晶的機制； 3.7.3 機械合金化制備準(zhǔn)進合金機械合金化制備準(zhǔn)進合金 3.7.4 機械合金化制備納米晶材料機械合金化制備納米晶材料 第3

20、章 機械合金化技術(shù) 圖圖3-10 金屬混合粉、非晶態(tài)合金和金屬間金屬混合粉、非晶態(tài)合金和金屬間 化合物的自由能曲線化合物的自由能曲線 第3章 機械合金化技術(shù) 圖圖3-11 Ti-Si合金系不同相的自由能合金系不同相的自由能(T673K) 表表3-1 一些機械力化學(xué)反應(yīng)類型一些機械力化學(xué)反應(yīng)類型 反反 應(yīng)應(yīng) 類類 型型 反反 應(yīng)應(yīng) 實實 例例 分解反應(yīng)分解反應(yīng)MxCO3MxO+CO2（M=Na+，K+，Mg2+，Ca2+，F(xiàn)e2+） 合成反應(yīng)合成反應(yīng) Mg+-Al2O3MgAl2O4 Ca9HPO4(PO4)5OH+CaF2Ca10(PO4)6F2+H2O Sn+2PhCH2X(PhCH2)2S

21、nX2 (X=Cl,Br,I;Ph=C8H5) 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) xM+y/2O2MxOy (M=Ag+,Cu+,Zn2+,Ni2+,Co2+) Au+3/4CO21/2Au2O3+3/4C 3/2TiO2+2AlAl2O3+3/2Ti 晶型轉(zhuǎn)變晶型轉(zhuǎn)變-Fe2O3-Fe2O3 -PbO2-PbO2 表表3-2 高溫下各種彌散相的穩(wěn)定性比較高溫下各種彌散相的穩(wěn)定性比較 分分 散散 相相1273K時生成自由能的估算值時生成自由能的估算值/(kJ/mol) 105 碳化物碳化物170 Y2O3920 表表3-3 INCO公司開發(fā)的鎳基公司開發(fā)的鎳基ODS合金的成分合金的成分 合金合金AlC

22、rTiTaWMoFeZrCCNiY2O3 MA60004.5152.52.04.02.0-0.150.050.01Bal.1.1 MA7606.020-3.52.0-0.150.050.01Bal.0.95 MA7540.3200.5-1.0-0.05-Bal.1 MA7580.3300.5.-1.0-0.05-Bal.0.6 MA7574.0160.5-0.05-Bal. 0.6 合金合金30024.0200.5-0.05-Bal.0.6 表表3-4 幾種機械合金化幾種機械合金化ODS超合金的典型性能超合金的典型性能 性性 能能 合合 金金 MA754MA6000MA758MA760 合金類

23、型合金類型Ni-CrNi-Cr-Ni-CrNi-Cr- 密度密度/(g/cm3)8.38.118.147.88 彈性模量（彈性模量（293K） /GPa 149203- 屈服強度（屈服強度（0.2% 殘余變形）殘余變形）/MPa 134192147140 拉伸強度拉伸強度/MPa148222153141 斷裂伸長率斷裂伸長率/12.59915 斷裂應(yīng)力（斷裂應(yīng)力（1368K） /MPa - 100h10213150110 1000h94127-107 除另外標(biāo)注外，均在除另外標(biāo)注外，均在1368K試驗試驗；縱向方向?？v向方向。 表表3-5 幾種典型的鐵基幾種典型的鐵基ODS合金合金(質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)

24、量分?jǐn)?shù)) / % 合合 金金 名名 稱稱CrMoTiAl彌彌 散散 顆顆 粒粒用用 途途 Incoloy MA956 20-0.54.50.5Y2O3 高溫部件材料高溫部件材料 PM200020-0.55.50.5Y2O3 ODM75116.5-0.64.50.5Y2O3 Incoloy MA957 140.31.0-0.2Y2O3 快中子堆燃料快中子堆燃料 包殼管用材料包殼管用材料 DT2203Y05131.52.2-0.5Y2O3 DT2906131.52.9-Ti2O3 表表3-6 耐熱鋁合金的力學(xué)性能耐熱鋁合金的力學(xué)性能 合金系合金系 抗拉強度抗拉強度 b/MPa (室溫室溫) 伸長率

25、伸長率/% (室溫室溫) 抗拉強度抗拉強度b/MPa （300） 抗拉強度抗拉強度b/MPa （400） Al-C450495810250150 Al-Ti-C560580810300 Al-Mg-C680700683500250 表表3-7 一次一次MA和二次和二次MA Al-5wt%Fe合金的力學(xué)性能合金的力學(xué)性能 工藝工藝溫度溫度 t/ 抗拉強度抗拉強度b/MPa屈服強度屈服強度0.2/MPa彈性模彈性模 量量 E/GPa 伸長率伸長率 /% 硬度硬度 /HRB 一次一次MA 25342302628.855 200257242494.6 30022220836.24.6 40014414

26、4332.7 二次二次MA 25454381813.679 20034731666.62.8 300264.3250563 400186.3182.3470.88 表表3-8 機械合金化法與常規(guī)方法制得的機械合金化法與常規(guī)方法制得的 試樣性能對比試樣性能對比 AgNi合金合金密度密度/(g/cm3)硬度硬度/HB電導(dǎo)率電導(dǎo)率/cm Ag90Ni1010.149.83.6 （MA）9.41045.8 Ag70Ni309.565.212.0 （MA）9.212712.5 表表3-9 三種不同工藝制備的三種不同工藝制備的Ag-10.8ZnO觸頭材料觸頭材料 的性能的性能 制制 備備 工工 藝藝 燒結(jié)

27、密度（理論密燒結(jié)密度（理論密 度度 分?jǐn)?shù)）分?jǐn)?shù)）/% 熱壓密度（理論密熱壓密度（理論密 度度 分?jǐn)?shù)）分?jǐn)?shù)）/% 硬度硬度/HV電導(dǎo)率電導(dǎo)率/(%IACS) 機械混合法機械混合法89.698.625772 噴涂噴涂-共沉淀法共沉淀法92.297.929373 機械合金化機械合金化 73.999.935372 球料比為球料比為17:1；球磨時間為；球磨時間為4h；轉(zhuǎn)速為；轉(zhuǎn)速為300r/min 表表3-10 機械合金化熱壓燒結(jié)與傳統(tǒng)粉末冶金機械合金化熱壓燒結(jié)與傳統(tǒng)粉末冶金W-20Cu 電觸頭材料的性能電觸頭材料的性能 性性 能能理理 論論 值值 測測 量量 值值 機械合金化機械合金化傳統(tǒng)粉末冶金傳

28、統(tǒng)粉末冶金 硬度硬度/HV248330252220 電導(dǎo)率電導(dǎo)率/mm2412421 表表3-11 一些合金系通過機械合金化形成的非晶相一些合金系通過機械合金化形成的非晶相 合金合金/成分成分球磨機球磨機球料比球料比轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/(r/min)球磨時間球磨時間/h 形成非晶成分形成非晶成分 (原子分?jǐn)?shù)原子分?jǐn)?shù))/% Ag-PdSPEX 800010.4:16550 Al-15Cr球磨機球磨機120:11000部分非晶部分非晶 Al-18.2Co 行星球磨機行星球磨機 QM-1F 20:120080 Al-20Cu-15Fe 行星球磨機行星球磨機 QM-1SP 10:1200300300 Al-20

29、FeFritsch P76:140 Al-20Mn-30SiFritsch20:145065085 Al-50Nb桿式球磨機桿式球磨機400 Al-25TiFritsch P710:164528 Co-33BFritsch P55.5:170部分非晶部分非晶 Co-BFritsch P510:125018343350Co Co-Nb 攪拌球磨機攪拌球磨機 Kitui Miike MA 1D， 300601520Nb 表表3-11 一些合金系通過機械合金化形成的非晶相一些合金系通過機械合金化形成的非晶相 合金合金/成分成分球磨機球磨機球料比球料比轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/(r/min)球磨時間球磨時間/(h)

30、形成非晶成分形成非晶成分(原子分原子分 數(shù)數(shù))/% Co-Si實驗用球磨機實驗用球磨機64:1360303070Si Cu-20P水平球磨機水平球磨機30:180800部分非晶部分非晶 Cu-50Sb和和Cu-75SbFritsch P0220:1Sb形成非晶形成非晶 Cu-10Sb和和Cu-20Sb150:1110300部分非晶部分非晶 Cu-50TiSPEX 800016非晶非晶+TiH2 Cu-50TiSPEX 8000-16 Cu-WFritsch P53090W Fe-30C-25Si球磨機球磨機100:1500 Mg-10Y-35Cu 行星球磨機行星球磨機 Retsch PM 40

31、00 15:1170部分非晶部分非晶 Mn-25Si行星球磨機行星球磨機11.3:1-220 Mo-25S行星球磨機行星球磨機11.3:1-220 Ni-40Nb實驗用球磨機實驗用球磨機200 Ni-60NbFritsch P695 Ni-25Ta行星球磨機行星球磨機20部分非晶部分非晶 Ti-NiSPEX 800010:1203550Ni 表表3-12 一些合金系通過機械合金化形成的準(zhǔn)晶一些合金系通過機械合金化形成的準(zhǔn)晶 合金合金/成分成分球磨機球磨機球料比球料比球磨強度球磨強度球磨時間球磨時間/h Al65Cu20Cr15Fritsch P515：155873K退火退火1h Al-Cu-CrFritsch P515：19- Al65Cu20Fe15Fritsch P715：1715 Al65Cu2