一、纳米钨合金块体材料的制备（论文文献综述）
王芊[1]（2021）在《聚变堆用钨及钨合金热力学与界面性能的理论研究》文中进行了进一步梳理核聚变能具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势,被认为是最有希望解决人类能源问题的终极能源。钨及钨合金因具备高熔点和优异力学性能等优势被认为是聚变堆装置中极具潜力的面向等离子体材料。但极端服役的环境给它们的应用提出了巨大挑战,特别是钨脆性问题及材料的氢同位素滞留行为,研究至今仍存在一些问题,例如:实验中研究仅获得了有限温度下钨的增韧机制,典型合金元素对氢在钨中行为的影响研究不够系统,氢逃逸到钨与其他材料连接界面的研究成果较少,缺少强化界面结合性能的理论机制等。基于此,本文采用高精度密度泛函理论的第一性原理计算开展理论研究,全文获得的主要结论如下:（1）第一性原理计算、准谐德拜模型结合热电子激发获得了钨和钨铼合金的热力学性能,以及在0-2000 K温度范围内弹性性能和G/B值的变化规律。结果表明,合金元素Re降低了钨的力学性能和理想强度;理想应变条件下,钨及钨铼合金易失效晶面为（100）面;钨及钨铼合金力学性能随着温度的升高而下降,脆性随着温度的升高而增加。某一确定温度下,钨铼比纯钨具有更小的G/B值,表明Re添加改善了钨的脆性。深入对比随着温度变化的弹性模量、体模量和G/B值的曲线,发现温度的升高减小了Re对钨韧性的改善效果。（2）计算研究了氢在钨、钨铼和钨钼合金中的占位,发现氢在四面体间隙位置可以保持住BCC结构,在八面体间隙位置最终弛豫成了BCT结构。同时,研究也表明WH、WRe H和WMo H相在力学角度上可以稳定存在,并且Re比Mo对WH相的增韧效果更明显。另外,本文也获得了氢在钨、钨铼和钨钼合金中的溶解度和扩散系数,结果表明,合金元素Re和Mo添加对氢在钨中的溶解具有一个相反的趋势,即:Re降低了氢溶解度,Mo促进了氢溶解度。然而,合金元素Re和Mo添加都能降低氢在钨中的扩散势垒,促进氢的扩散。综合考虑氢溶解和扩散的过程,发现Re在钨中的添加减小了氢的渗透率,Mo的添加增加了氢的渗透率。（3）计算对比了氢在钨铁块体和钨/铁界面的结合能,发现氢在界面位置存在一个负的结合能,表明界面的形成促进了氢的稳定性。结合Sievert定律,本文获得了600-1600 K温度范围内氢在界面处的溶解度。这个温度范围氢在界面处的溶解度均远大于钨铁块体氢溶解度,表明氢在界面处易积聚形成氢泡。同时,氢在界面的溶解度随着温度的升高而降低,这与氢在钨铁块体中的溶解度的规律相反,这意味随着温度的升高界面形成的影响将逐渐减小。另外,研究也获得了氢对界面结合性能的影响,即:氢在界面O1,O6和T5位置促进了界面结合性能,在T1,T2,O2和O4位置氢具有一个相反的结论。（4）研究讨论了合金元素Re和Cr原子在界面处的结构稳定性和界面结合性能。结果表明,Re和Cr原子均容易取代界面层铁原子。Re原子取代铁原子可以强化界面强度,改善界面稳定性,增加界面断裂韧性,而Cr原子只有取代界面层铁原子才能强化界面结合性能。另外,为更大程度兼顾钨/铁梯度界面结合强度和界面断裂韧性,缩小钨铁物理性能差距,本文提出了一种强化界面结合性能的W4/W2Fe2/Fe3W1/Fe4四层梯度设计方案。最后,这些结论都从电子结构和电荷转移的角度进行了深入的理解。纵观本文研究,系统探讨了钨及钨合金热力学与界面性能,揭示了温度对钨及钨铼合金强韧化机制,研究了典型合金元素对氢在钨中和钨界面行为的影响规律。结论表明合金元素Re可以改善钨韧性,促进界面结合,抑制氢在钨中的滞留,在钨中的添加比Mo和Cr具备更优异的性能表现。研究也讨论了钨/铁界面氢泡形成的机制,探索了强化钨/铁界面结合的方案,为聚变堆用材料的设计和选择提供了借鉴意义和理论依据。
陆天行[2]（2021）在《钨弥散强化铜合金制备及性能研究》文中认为随着科技水平的发展,如何开发兼具高强度与高导电性的铜合金成为研究者探索的重点。近数十年,弥散强化（Dispersion Strengthened,DS）铜合金以其兼顾高强高导的特性、良好的高温稳定性引发众多关注。现有弥散强化铜合金中强化相以氧化物为主,但是氧化物较强的电子散射效应、较低的辐照稳定性成为进一步提升其性能的限制因素。钨具备高硬度、高熔点、良好的导电导热性和优良的耐辐照性能,是新一代高强高导弥散强化铜中优秀的强化相选择。现有研究者的工作集中于机械合金化制备合金,而在上述外源法合成技术中,颗粒难以均匀细化的问题限制了钨颗粒的强化效果和合金的导电性能。基于上述背景,本文成功地开发了以原位反应为核心的钨弥散强化铜粉末的合成策略,并制备出颗粒细小、分布均匀、具有优良综合性能的钨弥散强化铜合金。本文围绕钨弥散强化铜的粉末冶金方法制备和力学、导电性能进行研究,进一步探讨其高温稳定性与组织结构演变。本研究将为未来进一步开发高性能弥散强化铜合金提供理论依据。对扩展弥散强化铜合金的应用场景,进一步研发性能更高、高温稳定性更好、可工业化应用的高强高导铜合金具有重要意义。热力学分析表明钨作为弥散相的制备难点在于Cu-W二元体系极高的形成焓（>33 kJ/mol）,导致外部加入的钨在铜基体中分散与细化存在很高的能垒,故需要设计中间过程降低钨颗粒的形成能量。首先以易细化的铜、钨氧化物作为前驱体,采用溶胶凝胶-气相还原法制备合金。制备的块体合金中消除了亚微米级以上的大尺寸颗粒影响,组织均匀性、弥散颗粒细化程度与导电性显着优于一般机械合金化法制备的合金。在气相法的基础上,结合机械合金化法开发气-固原位反应法制备钨弥散铜合金。合成过程中Cu基体的包覆充分抑制中间水合物的生成,因此Cu-W间通过固相传质机制反应。固相传质反应能将钨的形成温度降低至600℃以下,使W颗粒在高温形成过程中免于气相形核与粗化。所制备的合金中钨弥散颗粒平均尺寸小于30 nm,通过大变形量冷轧后抗拉强度达到596 MPa,并保持约85 IACS%的导电性能。冷轧态合金经过800℃高温退火后抗拉强度与屈服强度为402 MPa与289 MPa,退火后合金基体晶粒尺寸为0.97 μm,弥散颗粒未出现明显长大。高温退火后基体织构相较于冷轧态保持稳定,无明显变化。分析表明其力学性能主要源于第二相强化与细晶强化机制,内部高密度钨颗粒带来的晶粒细化效果与位错钉扎效应带来较高的强度与高温稳定性。电阻率的增加主要由颗粒电阻效应、颗粒电子散射与晶界散射导致。通过添加钨弥散相代替氧化物相,能够在不损失强度的前提下提升铜合金导电性,同时抑制高弥散相含量带来的脆化影响。通过原位反应法合成双相弥散强化铜合金,采用纯固相的机械-化学复合法（Mechano-chemical Processing,MCP）制备两种含有TiO2与Al2O3的复合相钨弥散铜。由于MCP反应中元素扩散路径短、颗粒长大不明显,并且在合成过程中固相反应形成的两相颗粒之间存在互抑制效应,进一步限制了氧化物与钨颗粒的长大,带来更优的强化效果。组织中W颗粒和氧化物最小尺寸维持在10nm级别,基体晶粒尺寸均在800 nm以下。其中Cu-W-Al2O3合金的高温稳定性优良,经过800℃退火后抗拉强度与屈服强度为442 MPa和350 MPa,对比热挤压态仅下降6%,导电率维持在80IACS%以上,延伸率维持在15%。互抑制效应提升合金基体中强化相分散效果,避免避免颗粒长大导致的晶界脆化。退火态组织保持纤维织构不变,基本未出现再结晶晶粒,高密度的复合相强化颗粒提供了良好的细晶强化效果和更优的高温稳定性。基于实验结果,对钨弥散铜的高温组织演变与强化相结构进行分析。经过更长时间退火过程,合金的强度与硬度维持稳定不再下降,平均晶粒尺寸保持在约1 μm。钨弥散强化铜的再结晶过程会经过回复-晶粒重组为亚结构-不同亚结构融合形成超大晶粒-超大晶粒内部形核再结晶的过程,最终稳定为包含再结晶晶粒和高密度变形晶粒的双相结构。影响钨颗粒稳定性的核心是其在铜基体内的粗化过程,通过Ostwald熟化机制描述颗粒的长大机制,推导出晶粒内与晶界处的平衡浓度与扩散系数。结构表征结果证明Cu-W界面为稳定的半共格界面结构,对应K-S位向关系,钨颗粒的强化形式为位错绕过机制,原位反应生成的颗粒与基体之间结合紧密。通过分子动力学计算结果验证了上述结构的能量稳定性。结合实验与理论计算阐明钨弥散强化铜的强化与组织演变机理,为开发更高性能难熔金属弥散强化铜提供理论工具。
沈丹妮[3]（2020）在《超细晶钨合金的制备与组织性能研究》文中提出钨合金是一类重要的难熔材料,在国防军工、航空航天等领域发挥着巨大作用,细化合金组织是提高该类材料性能的一个有效手段,也是目前研究与未来发展的主要趋势。本文采用冷压烧结与放电等离子烧结两种方法,制备了钨钛、钨铬、钨镍、钨钛铬、钨钛镍合金,对样品组织与性能进行了研究,并分析了所加合金元素的热力学作用与细化机制,研究结果表明:（1）采用冷压烧结与放电等离子烧结均可制备W晶粒尺寸在亚微米级的钨合金块体样品,致密度可达90%以上,采用放电等离子烧结能获得近乎全致密的样品。（2）高能球磨能使Ti、Cr、Ni元素在W中形成过饱和固溶体,随后的冷压烧结制备的W-Ti、W-Cr和W-Ti-Cr合金中W平均晶粒尺寸都在亚微米级别。W-Ti合金由TixW1-x相构成,根据Ti含量的不同可分为富W相（β2）和富Ti相（β1）;W-Cr合金由富W相(Wss)和富Cr相(Crss)构成。随Ti、Cr含量增多晶粒尺寸先减小后增大,存在最佳成分为W80Ti20、W75Cr25和W-20Ti-20Cr（at%）合金,W平均晶粒尺寸分别为590 nm、520nm和450 nm,致密度为94.5%、91.6%、92.3%,硬度为763 HV、572 HV、753 HV,抗压强度为746 MPa、545 MPa、682 MPa,断裂应变分别为2.6%、2.3%、2.4%,强度随Ti、Cr含量的增多先增强后降低,与晶粒细化行为相吻合。分析认为,W-Ti、W-Cr两种合金体系都属于强偏聚体系,Ti、Cr元素在W晶界的偏聚行为能够显着降低界面能,起到抑制晶粒长大作用。在W-Ti体系中加入Ni元素后,制备的W-20Ti-10Ni和W-20Ti-15Ni（at%）合金由TixW1-x相和γ相构成,W平均晶粒增大到720 nm和780 nm,断裂应变增加至约6%,样品的致密度分别为94.1%和93.7%,硬度为632 HV和608HV,抗压强度为621 MPa和609 MPa,塑性得到明显提升。（3）采用放电等离子烧结制备W-Ni、W-Ti和W-Ti-Ni合金,与冷压烧结相比,样品在保持超细组织的同时,致密度、强度、塑性均大幅度提升。其中,W85Ni15（at%）合金W平均晶粒尺寸为1.08μm,致密度达95.2%,硬度和抗压强度分别为546 HV和1932MPa,断裂应变为47.5%。W-Ti合金的晶粒尺寸随Ti含量的增多先减小后增大,强度先增大后减小,与晶粒细化行为相吻合,W75Ti25（at%）合金的W平均晶粒尺寸最小,为340 nm,致密度达98.5%,近乎全致密,硬度和抗压强度分别为860 HV和2598 MPa,断裂应变为10.4%。将Ni元素引入W-Ti合金中,制备的W-25Ti-10Ni（at%）合金的晶粒尺寸为520 nm,致密度为98.1%,硬度和抗压强度分别为763 HV和2293 MPa,断裂应变为19.2%,该体系合金在保持超细组织的同时,还具有良好的综合性能。
黄伯云,韦伟峰,李松林,张立,李丽娅,刘锋,李瑞迪[4]（2019）在《现代粉末冶金材料与技术进展》文中研究表明本文概述了建国70年以来中国粉末冶金材料的发展状况,包括铁基粉末冶金材料、硬质合金、粉末冶金磁性材料、粉末冶金高温合金等先进粉末冶金材料,以及国内外在粉末增材制造、放电等离子烧结等粉末冶金先进成形领域的发展状况,为现代粉末冶金材料及技术的发展提供了新的思路。
石安红[5]（2017）在《两步还原法制备超细钨基粉末及细化机理研究》文中认为WC-Co硬质合金的力学性能随WC晶粒尺寸减小而增加,当晶粒尺寸达到纳米尺度表现出“双高”的机械性能,目前,纳米硬质合金已成为当今硬质合金研究的热点。合成高质量的超细硬质合金粉体,及防止粉体在烧结过程中晶粒的长大是制备超细/纳米硬质合金的关键技术。本课题针对超细/纳米硬质合金粉末制备过程中易于团聚等共性问题,以废旧YG8硬质合金、APT为原料,利用两步还原法合成超细钨基粉体,系统研究了球磨时间、原位反应时间及温度、碳含量、掺杂元素及含量等对制备超细钨基粉体粒径和物相的影响。开发了一种生产效率高、流程短、生产成本低、产品质量稳定性好、可控度高的超细钨基粉末制备工艺路线。以废旧YG8硬质合金氧化产物为原料,通过优化轻度还原工艺,获得了制备纳米紫钨粉体的最佳工艺;并对WO2.72/CoWO4碳热反应过程进行了理论分析和预测,确定了原位反应的温度范围;通过对粉体球磨工艺和碳热反应的优化,获得了制备纳米WC-Co复合粉末的最佳工艺参数。用乙醇作碳源,将WO2.72/CoWO4前驱体粉末在1073 K温度下保温3h得到物相纯净的WC-Co复合粉,制备出的粉末分散性好、粒度细小均匀,平均颗粒尺寸为120 nm的纳米复合粉体,比WO3/CoWO4直接还原碳化制备纯净的复合粉末用时更短,粉末质量更好。通过TEM观察得出得出碳化模型。系统研究了不同钨的氧化物、还原温度和掺杂元素及含量对氢气还原制备超细钨粉粒度和形貌的影响,获得制备超细钨粉的最佳工艺,研究表明,紫钨的特殊形貌有利于减弱氢气还原的化学沉积作用,获得质量更高的超细钨粉,掺杂钒元素的紫钨对温度十分敏感,掺杂钇元素能显着抑制晶粒长大;钒钇的加入改变了钨晶粒某些晶面的能量状态,促进晶粒的择优生长,使得钨粉呈现出多面体的形貌特征。通过以乙醇为碳源对掺杂钒钇元素的紫钨进行碳化还原,在900oC下保温1.5h得到物相纯净的WC粉,没有缺碳相存在,平均颗粒尺寸为200 nm,所以采用两步还原法,以乙醇为碳源,能够有效降低碳化温度和缩短碳化时间。
陈天宝[6]（2017）在《W-Nb合金价电子结构参数统计值计算及组织性能研究》文中研究说明根据固体与分子经验电子理论结合平均原子模型,计算不同Nb含量的W-Nb固溶合金价电子结构参数统计值,计算了合金最强健上共价电子对数的统计值SnA,键能统计值SEA,并得到固溶强化系数S,固溶合金强度因子（η）和硬度（SnA）,分析了W-Nb合金成分的性能与价电子结构参数统计值之间的关系。在价电子计算的基础上设计了不同成分的W-Nb固溶合金的实验方案,并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、金相显微镜和能谱仪对烧结的合金试样的组织和性能进行表征,研究了加入不同含量的Nb元素对W-Nb固溶合金组织和性能的影响。利用平均原子模型和键距差（BLD）法,采用价电子结构参数统计值结合计算机编程对W-Nb固溶合金价电子结构进行计算,用价电子结构参数的统计值来讨论宏观物理量是合适的。计算了合金的强度因子η、最强键上共价电子数SnA、固溶强化系数S,结果表明,随着Nb含量的增加,SnA、η增大,固溶合金的硬度和强度增加,同时固溶强化系数S随之增加,合金固溶强化效果增强。随着Nb含量的增加,W-Nb固溶合金键能不断增大,但增大的幅度不明显。通过机械合金化方法制备W-Nb合金粉末,并经过放电等离子烧结制备合金试样,结果表明,通过XRD可以看出Nb已经完全固溶到W中去了,Nb含量增加时,衍射峰向低角度偏移。对合金的金相组织和断口形貌进行分析表明,当Nb含量增加时,晶粒尺寸是逐渐由10um减小到3um左右,且致密度也逐渐增大,并且硬度也随之增大,说明Nb的加入可以细化晶粒,提高合金的硬度,这和价电子计算结果基本相似。通过对W-Nb合金的断口形貌进行分析可以看出,W和Nb分布比较均匀,没有出现偏聚现象,并且随着Nb含量的增加,合金的断口中出现螺旋状台阶,使合金的塑性增强。
叶楠[7]（2016）在《碳氢协同还原制备纳米W粉的机理及其在制备纳米WC粉和超细晶WC-Co硬质合金中的应用》文中提出超细/纳米晶WC-Co硬质合金因兼具高硬度和高强度（即兼有高耐磨性和高韧性的“双高”性能）而成为硬质合金的发展方向,制备性能优良的纳米W粉和WC粉是生产超细/纳米晶WC-Co硬质合金的基础和关键。本文针对氧化钨氢还原过程中因挥发-沉积作用而导致的W粉颗粒快速长大和异常长大的现象,采用碳氢协同还原法制备纳米W粉,然后分别通过阶段碳化法和碳氢协同还原-碳化法制备纳米WC粉,并采用低压烧结制备超细晶WC-Co硬质合金。论文系统研究了纳米W粉、WC粉及其烧结体的制备工艺、性能和机理,具体内容如下:1.研究了碳氢协同还原过程中的物相和形貌演变以及还原工艺参数W粉性能的影响。结果表明:还原过程遵循分步还原规律,非晶前驱体依次转变为WO2.9、WO2.72和WO2低价中间氧化物,最终还原为α-W,随着还原过程中发生晶型转变以及碳与水蒸气反应被消耗,还原产物变得疏松多孔。W粉平均粒径随前驱体配碳比升高而减小,当配碳比高于2.6时,残余碳含量会显着增加;随着还原温度升高,前驱体中的碳参与反应并被消耗,W粉颗粒的长大作用被削弱,还原W粉的平均粒径和残碳量随还原温度升高而减小。配碳比为2.6的前驱体经760 oC还原60 min后,得到平均粒径56 nm的球形W粉。2.研究了还原方式对W粉形貌、粒度和显微结构的影响,通过分析不同还原温度W粉的晶粒长大曲线,提出了碳氢协同还原制备纳米W粉的机理。结果表明:W粉晶粒的长大速率随还原温度升高而变慢,760 oC以上时,还原产生的水蒸气与碳反应生成CO和H2,显着降低体系中p[H2O]/p[H2],抑制挥发性水合物WO2（OH）2的产生,W粉的主导长大方式也由挥发-沉积转变为原子扩散。还原方式会对W粉的粒径和形貌产生重要影响,碳氢协同还原W粉的还原长大机制以固相局部化学反应为主,所得W粉为均匀细小的球形颗粒,结构疏松、分散性良好;普通氢还原W粉的还原长大机制以挥发-沉积为主,所得W粉颗粒粗大,发育完全,呈现W本征晶体的多面体形貌。3.以碳氢协同还原纳米W粉和碳黑为原料,采用阶段碳化法制备纳米WC粉,研究了阶段碳化工艺（碳化温度和保温时间）对WC粉物相、形貌和粒径的影响。结果表明:WC粉的粒径取决于W粉的碳化速率和长大速率,高的碳化速率和低的长大速率有利于降低粒径;低温预碳化能够在W粉颗粒表面形成一定厚度的WC层,使颗粒间的接触状态由W/W接触变为WC/WC接触,抑制碳化初期因W粉颗粒烧结合并长大而导致的WC粒径增粗。碳氢协同还原纳米W粉阶段碳化的最佳工艺为:预碳化温度900 oC,保温时间60 min,二段碳化温度1150 oC,保温时间90 min,平均粒径56 nm的W粉经900 oC+1150 oC阶段碳化,得到平均粒径106 nm的WC粉。4.采用连续碳氢协同还原-碳化法制备纳米WC粉,研究了前驱体配碳比对WC粉碳含量的影响,还原、碳化温度对WC粉形貌和粒径的影响。结果表明:WC粉化合碳含量随前驱体配碳比升高而逐渐增加,当前驱体配碳比为3.6时,化合碳含量达到理论值6.12%,游离碳含量为0.06%;当配碳比高于3.6时,游离碳含量迅速升高。还原-碳化过程中由W向WC的转变具有结构遗传性,长大系数在1.41.6之间,WC粉的平均粒径随还原温度升高而降低;升高碳化温度会促进WC粉颗粒的晶界迁移,WC粉的平均粒径随碳化温度升高而增大。碳氢协同还原-碳化制备纳米WC粉的最佳工艺为:前驱体配碳比3.6,还原温度760800 oC,碳化温度11001200 oC;所得WC粉为均匀细小的近球形颗粒,平均粒径87.3 nm。5.以制备的纳米WC粉为原料,采用低压烧结技术制备超细晶WC-Co硬质合金,研究了烧结工艺参数对WC-Co硬质合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高和保温时间延长,烧结体的致密度增加,平均晶粒尺寸增大,试样的硬度和抗弯强度也会随致密度上升而提高;若烧结温度过高或保温时间过长,则会使烧结体的晶粒发生异常长大,导致致密度降低,合金力学性能下降。WC-6Co烧结的最佳工艺参数为:烧结温度1360 oC,保温时间60 min,所得硬质合金样品的平均晶粒尺寸为305 nm,为超细晶硬质合金,洛氏硬度达到94.6 HRA,抗弯强度达到4450 MPa。
刘雪梅,王海滨,宋晓艳,王西龙,李玉玺[8]（2016）在《VC添加量对纳米晶硬质合金的制备及性能影响》文中研究说明以钨钴氧化物、炭黑和VC为原料,采用原位还原碳化法制备WC-Co复合粉末,将复合粉末进行放电等离子烧结致密化制备WC-Co硬质合金块体材料。研究了不同VC添加量的复合粉末和块体材料的相组成、显微组织和性能,结果表明:VC的添加量对复合粉末的相组成、合金的晶粒尺寸和性能具有重要的影响,原料中添加2.0%VC（质量分数）时可获得平均晶粒尺寸为101 nm,相组成仅为WC和Co且具有高硬度和良好韧性的硬质合金块体材料。
辛红伟[9]（2010）在《高密度W-9.8Ni-4.2Fe合金的放电等离子烧结（SPS）技术研究》文中进行了进一步梳理高密度钨基合金由于具有优异的物理力学性能而在民用工业和国防工业中有着广泛的应用。然而传统钨合金的制备采用液相烧结,由于烧结温度高,保温时间长,难以有效抑制钨晶粒的长大,因而限制了合金性能的进一步提高。放电等离子烧结技术,因其强的脉冲电流对粉末颗粒表面具有清洁、活化作用,极大地降低了合金的烧结温度和缩短了烧结时间,为成功制备高致密、具有细小晶粒的钨基合金提供了一条有效途径。为此,本文以W-8.6Ni-4.2Fe为对象,从以下几方面对放电等离子烧结制备高密度钨合金进行了研究:采用放电等离子烧结技术对W-8.6Ni-4.2Fe混合粉末进行烧结,研究了烧结温度和保温时间对烧结材料密度、硬度、横向断裂强度以及压缩强度的影响规律。结果表明,当烧结温度为1250℃,保温时间为6min时,烧结合金的综合性能最好,相对密度、硬度、横向断裂强度和压缩强度分别达到97.7%、42HRC、1443MPa和2639MPa。低于和高于此烧结温度,或延长和缩短保温时间,合金综合性能均有所降低。利用高能球磨法制备了W-8.6Ni-4.2Fe合金粉末,并采用放电等离子烧结技术对其进行烧结。重点研究了球磨时间和烧结温度对烧结合金的密度、硬度、横向断裂强度和压缩强度的影响。结果表明,球磨粉末经烧结后,合金中除了硬质相W和粘结相γ（Ni,Fe）外,还生成了少量的金属间化合物NiW和Fe7W6。随着球磨时间的延长,烧结合金的硬度升高,密度、横向断裂强度和压缩强度均下降。随着烧结温度的升高,烧结合金的密度增加,硬度降低,横向断裂强度和压缩强度则先升高后降低。研究了烧结温度、保温时间和球磨时间对放电等离子烧结合金耐磨性能的影响。结果表明,保温时间不变,随着烧结温度的升高,材料的耐磨性能越来越好,磨损机理由磨粒磨损逐渐变为粘着磨损。烧结温度不变,延长保温时间,材料的耐磨性能变好,磨损机理主要为粘着磨损。随着球磨时间的延长,磨损量先增加后减小,球磨时间对磨损形貌影响不大。对放电等离子烧结合金进行高温压缩试验,研究了变形速率、变形温度和试样制备工艺对合金力学性能的影响。结果表明,对于混粉烧结合金,增大变形速率或降低变形温度,合金的强度增大,延性降低;当变形速率为50mm/min,变形温度为800℃时,1200℃烧结合金的强度最大,为966MPa。对于球磨粉末烧结合金,增大变形速率或降低变形温度,合金的强度增大,延性降低。合金的应变应力曲线取向对烧结温度不敏感。球磨粉末烧结合金的压缩强度均明显高于混粉烧结合金的压缩强度,当变形速率为0.2mm/min,变形温度为600℃,强度可达1850MPa。
刘文彬[10]（2009）在《WC-Co复合粉的原位合成与块体硬质合金的烧结》文中指出与传统的粗晶硬质合金相比,超细晶WC-Co硬质合金具有更高的硬度、耐磨性、断裂韧性与横向断裂强度,是当今硬质合金行业的重点发展方向。原料复合粉末的合成和烧结是制备超细晶硬质合金的关键技术。本文首先利用放电等离子烧结（SPS）的特殊优势,研究了以低成本的氧化钨、氧化钴和碳黑在SPS系统内还原-碳化并快速烧结致密化制备块体WC-6wt.%Co硬质合金的一步法工艺。整个制备过程包括预热、还原和碳化、粉末烧结和保温四个阶段,时间总计在30min之内。系统研究了配碳量、反应温度、烧结温度、烧结时间和压力等对块体试样的物相和性能的影响,制备获得了具有高致密度和良好综合力学性能的块体硬质合金材料。首次建立了SPS快速反应机制模型,根据SPS过程中粉末颗粒接触面异常高温造成局部熔化或汽化的现象结合反应热力学揭示了非平衡态下化学反应速率提高、反应物需要量和生成物种类及含量不同于平衡态化学反应的原因,为SPS反应烧结工艺提供了重要的理论依据。随后研究了钨氧化物、钴氧化物和碳黑在真空环境下平衡反应的热力学、动力学和分步反应过程。利用反应热力学模型系统研究了平衡态原位反应过程中各物相生成的温度、稳定性及转化规律。计算结果表明,在8500C以下的反应基本为氧化物的还原反应,WO3碳还原的顺序依次为WO2.9、WO2、WO2.72和W,其与中间产物CoWO4及还原产物Co起反应催化剂的作用。高于8500C的反应为钨的碳化和缺碳η相的逐渐消失,当反应温度高于11270C时,因反应自由能的变化为正值,W2C将无法转化生成WC。系列模型预测结果得到了实验研究的证实。在WC-Co复合粉原位反应合成的动力学研究中,阐释了氧化钨碳还原包括碳黑与氧化钨的直接还原和利用反应气体产物CO与碳黑反应生成的CO2作为媒介的间接气-固反应的过程;指出提高反应温度和增大生成物的孔隙度有利于加快反应。深入研究表明,氧化钨碳还原颗粒具有明显的层状结构,自外到内钨的化合价递增,还原程度降低;钨的碳化是碳原子替换体心立方钨晶胞的中心钨原子,然后碳原子转换到钨原子点阵间隙再经晶胞常数微调而形成。利用系列实验全面研究了反应物配碳量和各种工艺参数对制备的复合粉物相和粒径的影响。延长反应物球磨时间和原位反应时间、提高反应温度和真空度有利于提高物相的纯度;增加球磨时间,降低反应温度和保温时间有利于细化复合粉的粒径。在反应热力学理论模型和实验研究相结合的基础上,获得了最佳的复合粉制备工艺参数组合,开发出了低温、快速、高纯度及粒径可控的超细复合粉原位合成制备的新工艺。最后,以制备的复合粉为原料,应用SPS技术研究制备超细晶硬质合金块体材料。全面研究了SPS各工艺参数对烧结硬质合金块体显微组织和性能的影响。实验结果表明,超细复合粉的致密化开始于804℃,于1175℃固相致密化结束;烧结温度、烧结压力和保温时间明显影响WC平均晶粒尺寸及尺寸分布进而影响力学性能。在优化工艺参数-烧结温度1325℃、烧结压力50MPa、保温6-8min的条件下,获得WC-6Co硬质合金块体材料的优良综合性能:硬度92.6HRA、断裂韧性12MPa·m1/2、横向断裂强度为2180MPa。探讨了复合粉中添加晶粒生长抑制剂对烧结块体WC晶粒尺寸和硬度、韧性的影响,并讨论了硬质合金块体材料的断裂机制。
二、纳米钨合金块体材料的制备（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米钨合金块体材料的制备（论文提纲范文）
（1）聚变堆用钨及钨合金热力学与界面性能的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钨及钨合金的性能、制备及应用 |
| 1.2.1 钨及钨合金的性能 |
| 1.2.2 钨及钨合金的制备技术 |
| 1.2.3 钨及钨合金的应用 |
| 1.3 钨及钨合金的强韧化研究 |
| 1.3.1 固溶强化 |
| 1.3.2 纳米强化 |
| 1.3.3 弥散强化 |
| 1.4 钨及钨合金的氢滞留研究 |
| 1.4.1 氢在钨中的行为 |
| 1.4.2 氢与钨中缺陷的相互作用 |
| 1.4.3 氢对钨合金性能的影响 |
| 1.5 本文的研究意义及思路 |
| 1.5.1 需进一步研究的问题 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.5.3 研究思路及内容 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理基础 |
| 2.2.1 薛定谔方程 |
| 2.2.2 波函数解 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.3.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.3.3 交换关联近似 |
| 2.4 VASP软件及计算流程 |
| 第3章 钨及钨铼合金热力学性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.2.1 计算设置 |
| 3.2.2 胡克定律计算弹性常数 |
| 3.3 钨及钨铼合金力学性能 |
| 3.3.1 基态性能 |
| 3.3.2 理想强度 |
| 3.3.3 电子结构 |
| 3.4 钨及钨铼合金热力学性质 |
| 3.4.1 理论模型 |
| 3.4.2 热力学性质 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 含氢钨合金力学性能与氢在合金中渗透行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.2.1 计算设置 |
| 4.2.2 理论模型 |
| 4.3 含氢钨合金稳定性与力学性能 |
| 4.3.1 结构稳定性 |
| 4.3.2 力学性能 |
| 4.4 氢在钨合金中的固溶 |
| 4.4.1 固溶模型 |
| 4.4.2 氢溶解度 |
| 4.5 氢在钨合金中的渗透 |
| 4.5.1 扩散系数 |
| 4.5.2 氢渗透率 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 氢对钨/铁界面性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.2.1 计算设置 |
| 5.2.2 界面模型 |
| 5.3 氢在钨/铁界面热力学稳定性 |
| 5.3.1 结合能 |
| 5.3.2 功函数 |
| 5.4 钨/铁界面氢泡产生机制 |
| 5.4.1 氢溶解度 |
| 5.4.2 电子态密度 |
| 5.5 氢对钨/铁界面结合的影响 |
| 5.5.1 界面结合 |
| 5.5.2 电荷密度 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 钨/铁界面结合机理与强化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法 |
| 6.3 合金元素对钨/铁界面结合性能的影响 |
| 6.3.1 界面模型 |
| 6.3.2 热力学稳定性 |
| 6.3.3 分离功与界面能 |
| 6.3.4 断裂韧性 |
| 6.4 钨/铁梯度界面 |
| 6.4.1 界面模型 |
| 6.4.2 梯度界面设计 |
| 6.4.3 电荷转移 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 全文结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）钨弥散强化铜合金制备及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 弥散强化铜合金研究概述 |
| 2.1.1 铜合金的强化方式 |
| 2.1.2 铜合金弥散强化相选择机理 |
| 2.1.3 弥散强化铜的分类 |
| 2.2 弥散强化铜的制备方法 |
| 2.2.1 弥散强化铜粉末制备方法 |
| 2.2.2 弥散强化铜成型与致密化方法 |
| 2.2.3 弥散强化铜冷加工方法 |
| 2.3 钨弥散铜相关基础问题研究与计算模拟 |
| 2.3.1 强化机制与热稳定性相关研究 |
| 2.3.2 Cu-W体系模拟计算相关研究 |
| 3 研究内容与研究方法 |
| 3.1 课题研究内容与目标 |
| 3.1.1 课题研究内容 |
| 3.1.2 课题研究目标 |
| 3.1.3 研究关键问题 |
| 3.2 课题研究方法与技术路线 |
| 3.2.1 课题研究方法 |
| 3.2.2 课题研究路线 |
| 4 溶胶凝胶-气相还原法制备钨弥散强化铜合金研究 |
| 4.1 制备路线与研究方法 |
| 4.2 Cu-W体系热力学计算与工艺选择 |
| 4.2.1 钨-铜两相热力学分析 |
| 4.2.2 反应过程热力学分析与参数选择 |
| 4.3 溶胶凝胶法粉末合成过程研究 |
| 4.3.1 复合粉末煅烧过程研究 |
| 4.3.2 氧化物粉末还原过程研究 |
| 4.4 溶胶凝胶法制备Cu-W合金组织与性能研究 |
| 4.4.1 粉末压制性研究 |
| 4.4.2 块体烧结过程研究 |
| 4.4.3 合金组织形貌表征 |
| 4.4.4 机械性能与导电性能研究 |
| 4.5 小结 |
| 5 气-固原位反应法制备钨弥散强化铜合金研究 |
| 5.1 制备路线与研究方法 |
| 5.2 球磨过程中粉末组织特征演变 |
| 5.2.1 不同球磨参数对合金粉末的影响 |
| 5.2.2 球磨合金粉末的形貌分析 |
| 5.3 还原过程中粉末组织特征演变 |
| 5.3.1 还原后粉末的组织与形貌分析 |
| 5.3.2 还原过程固态扩散反应机理 |
| 5.3.3 还原过程中氢气扩散行为分析 |
| 5.4 Cu-W合金加工过程与性能研究 |
| 5.4.1 热加工组织与力学性能分析 |
| 5.4.2 冷加工组织与力学性能分析 |
| 5.5 Cu-W合金组织稳定性与性能研究 |
| 5.5.1 Cu-W合金组织稳定性研究 |
| 5.5.2 Cu-W合金力学性能稳定性研究 |
| 5.5.3 Cu-W合金导电性能研究 |
| 5.6 小结 |
| 6 MCP法制备复合相钨弥散强化铜合金研究 |
| 6.1 制备路线与研究方法 |
| 6.2 MCP法粉末合成过程研究 |
| 6.2.1 粉末合成过程热力学分析 |
| 6.2.2 粉末合成过程相演变分析 |
| 6.2.3 Cu-W-TiO_2粉末原位合成组织表征 |
| 6.2.4 Cu-W-Al_2O_3粉末原位合成组织表征 |
| 6.3 Cu-W-TiO_2合金研究 |
| 6.3.1 Cu-W-TiO_2合金微观组织研究 |
| 6.3.2 Cu-W-TiO_2合金性能研究 |
| 6.4 Cu-W-Al_2O_3合金研究 |
| 6.4.1 Cu-W-Al_2O_3合金微观组织研究 |
| 6.4.2 Cu-W-Al_2O_3合金性能研究 |
| 6.5 复合相钨弥散强化铜合金高温稳定性分析 |
| 6.5.1 复合相钨弥散强化铜力学性能稳定性研究 |
| 6.5.2 复合相钨弥散强化铜组织结构稳定性研究 |
| 6.6 小结 |
| 7 钨弥散强化铜高温组织演变与强化相结构研究 |
| 7.1 实验过程与研究方法 |
| 7.2 Cu-W合金高温退火性能与组织演变研究 |
| 7.2.1 退火对Cu-W合金强度的影响 |
| 7.2.2 退火对Cu-W合金硬度的影响 |
| 7.2.3 高温退火后合金结构演化分析 |
| 7.3 W弥散强化相结构与界面组织研究 |
| 7.3.1 W颗粒结构表征 |
| 7.3.2 W颗粒高温粗化机理 |
| 7.4 Cu-W界面结构理论计算 |
| 7.4.1 Cu-W体系的分子动力学计算模型与参数选择 |
| 7.4.2 Cu-W稳态界面构建与预测 |
| 7.4.3 Cu-W界面结构计算拟合 |
| 7.5 个结 |
| 8 结论与创新点 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）超细晶钨合金的制备与组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 超细晶钨合金的研究现状 |
| 1.3 超细晶钨合金的制备 |
| 1.3.1 自下而上法 |
| 1.3.2 自上而下法 |
| 1.4 超细晶钨合金的性能与应用 |
| 1.4.1 性能 |
| 1.4.2 应用现状 |
| 1.5 放电等离子烧结技术 |
| 1.5.1 放电等离子烧结的机理与特点 |
| 1.5.2 放电等离子烧结在钨合金材料中的应用 |
| 1.6 本文研究主要内容 |
| 2 实验步骤与方法 |
| 2.1 实验思路设计 |
| 2.2 合金成分设计与配比 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 制备工艺流程 |
| 2.4.1 球磨工艺 |
| 2.4.2 烧结工艺 |
| 2.5 合金致密度测试 |
| 2.6 合金显微组织与相分析 |
| 2.6.1 金相分析(OM) |
| 2.6.2 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS) |
| 2.6.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.7 合金力学性能测试 |
| 2.7.1 硬度测试 |
| 2.7.2 压缩性能测试 |
| 3 冷压烧结制备超细晶钨合金 |
| 3.1 球磨工艺研究 |
| 3.1.1 钨钛粉末 |
| 3.1.2 钨铬粉末 |
| 3.1.3 钨镍粉末 |
| 3.1.4 球磨过程 |
| 3.2 冷压烧结制备超细晶钨合金的组织与性能 |
| 3.2.1 钨钛合金组织与性能分析 |
| 3.2.2 钨铬合金组织与性能分析 |
| 3.2.3 钨钛铬合金组织与性能分析 |
| 3.2.4 钨镍合金组织与性能分析 |
| 3.2.5 钨钛镍合金组织与性能分析 |
| 3.3 钨合金超细组织的冷压形成过程 |
| 3.3.1 热力学机制 |
| 3.3.2 烧结形成过程 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 放电等离子烧结制备超细晶钨合金 |
| 4.1 钨镍合金的组织与性能 |
| 4.1.1 钨镍合金致密度与相分析 |
| 4.1.2 钨镍合金显微组织分析 |
| 4.1.3 钨镍合金力学性能分析 |
| 4.2 钨钛合金的组织与性能 |
| 4.2.1 钨钛合金致密度与相分析 |
| 4.2.2 钨钛合金显微组织分析 |
| 4.2.3 钨钛合金力学性能分析 |
| 4.3 钨钛镍合金的组织与性能 |
| 4.3.1 钨钛镍合金致密度与相分析 |
| 4.3.2 钨钛镍合金显微组织分析 |
| 4.3.3 钨钛镍合金力学性能分析 |
| 4.4 钨合金超细组织的放电等离子烧结形成过程 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）两步还原法制备超细钨基粉末及细化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超细/纳米晶WC-Co硬质合金的国内外研究进展 |
| 1.3 超细晶/纳米晶WC-Co硬质合金制备的关键技术 |
| 1.3.1 超细/纳米WC粉与WC-Co复合粉的制备 |
| 1.3.2 超细/纳米W粉的制备研究 |
| 1.3.3 晶粒长大抑制剂的研究现状 |
| 1.3.4 抑制剂的种类 |
| 1.3.5 抑制剂的添加方式 |
| 1.4 两步还原法制备超细/纳米晶钨基粉末研究现状 |
| 1.5 本课题研究意义及主要研究内容 |
| 第二章 试验方法与仪器设备 |
| 2.1 试验方案的提出 |
| 2.1.1 轻度还原原理 |
| 2.1.2 原位还原反应原理 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验设备 |
| 2.3.1 管式真空炉 |
| 2.3.2 行星式球磨机 |
| 2.3.3 真空干燥箱 |
| 2.3.4 精密注射泵 |
| 2.4 性能测试和表征方法 |
| 2.4.1 差示扫描量热分析 |
| 2.4.2 X射线衍射（XRD) |
| 2.4.3 扫描电子显微镜（SEM） |
| 2.4.4 粉末化学成分分析 |
| 第三章 两步还原法制备纳米WC-Co复合粉及细化机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 氧化前驱体的制备 |
| 3.3 热力学分析碳化还原过程 |
| 3.4 球磨工艺对轻度还原前驱体粉末的影响 |
| 3.5 WO_3/CoWO_4前驱体粉末直接碳化还原 |
| 3.6 WO_(2.72)/CoWO_4前驱体粉末制备WC-Co复合粉 |
| 3.6.1 WO_(2.72)/CoWO_4复合粉原位反应的热力学分析 |
| 3.6.2 碳化温度对复合粉粒径和物相的影响 |
| 3.6.3 碳化时间对复合粉粒径和物相的影响 |
| 3.6.4 碳含量对复合粉粒径和物相的影响 |
| 3.6.5 纳米WC-Co复合粉的合成机理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 两步还原法制备超细W/WC粉及细化机理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 WO_3的制备 |
| 4.3 WO_3的氢还原 |
| 4.3.1 WO_3氢气还原热力学分析 |
| 4.4 还原工艺参数对钨颗粒的影响及机理研究 |
| 4.4.1 温度和时间对钨粉的影响及机理研究 |
| 4.4.2 不同钨的氧化物对钨粉的影响及机理研究 |
| 4.4.3 杂质元素的影响 |
| 4.4.3.1 钒元素的影响 |
| 4.4.3.2 钇元素的影响 |
| 4.5 碳化钨的制备 |
| 4.5.1 WO_3碳热反应的热力学分析 |
| 4.5.2 超细碳化钨粉的制备 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
（6）W-Nb合金价电子结构参数统计值计算及组织性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钨的基本性质 |
| 1.3 钨合金粉末制备技术 |
| 1.3.1 机械合金化法 |
| 1.3.2 喷雾干燥法 |
| 1.3.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.4 化学气相沉积法（CVD） |
| 1.3.5 冷凝干燥法 |
| 1.4 钨合金烧结过程 |
| 1.4.1 液相烧结 |
| 1.4.2 放电等离子烧结 |
| 1.4.3 固相烧结 |
| 1.4.4 微波烧结 |
| 1.4.5 粉末注射成形技术 |
| 1.5 钨合金强化机制 |
| 1.5.1 固溶强化 |
| 1.5.2 细晶强化 |
| 1.5.3 弥散强化 |
| 1.5.4 形变强化 |
| 1.6 固体与分子经验电子理论（EET） |
| 第二章 钨铌合金价电子结构参数统计值计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 EET理论的基本概念 |
| 2.2.1 EET理论的四个基本假设 |
| 2.3 键距差法（BLD） |
| 2.4 平均原子模型 |
| 2.5 价电子结构参数统计值 |
| 2.6 W-Nb合金价电子参数统计值计算 |
| 2.6.1 钨晶体结构 |
| 2.6.2 W-Nb合金平均原子模型 |
| 2.6.3 ra方程计算 |
| 2.6.4 nA方程计算 |
| 2.6.5 计算结果的选取 |
| 2.6.6 强度因子的计算 |
| 2.6.7 W-Nb合金键能计算 |
| 2.7 合金价电子计算结果及讨论 |
| 2.7.1 W-Nb合金价电子结构与硬度和固溶强化系数S |
| 2.7.2 W-Nb合金价电子结构与强度的关系 |
| 2.7.3 W-Nb合金价电子与键能的关系 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 实验部分 |
| 3.1 实验原料及其设备 |
| 3.1.1 钨粉 |
| 3.1.2 铌粉 |
| 3.1.3 其他实验材料 |
| 3.2 实验方案设计 |
| 3.3 烧结工艺流程图 |
| 3.4 实验仪器及设备 |
| 3.5 实验过程 |
| 3.5.1 机械合金化过程 |
| 3.5.2 放电等离子（SPS）烧结 |
| 3.5.3 试样处理 |
| 3.5.4 致密度的测试 |
| 3.5.5 金相观察 |
| 3.5.6 维氏显微硬度的测定 |
| 3.5.7 SEM观察 |
| 第四章 机械合金化法制备W-Nb合金粉末 |
| 4.1 球磨时间对W-Nb合金粉末的影响 |
| 4.2 机械合金化方法制备W-Nb合金粉末 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 SPS烧结制备W-Nb合金及组织性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 W-Nb合金试样物相分析 |
| 5.3 W-Nb合金试样金相组织观察 |
| 5.4 不同Nb含量试样对W-Nb合金致密度的影响 |
| 5.5 不同Nb含量对W-Nb合金硬度的影响 |
| 5.6 W-Nb合金SPS烧结试样的断口形貌分析 |
| 5.6.1 不同成分W-Nb合金断口形貌分析 |
| 5.6.2 W-20Nb合金试样断口形貌分析及元素分布分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）碳氢协同还原制备纳米W粉的机理及其在制备纳米WC粉和超细晶WC-Co硬质合金中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 硬质合金的特性 |
| 1.2 超细/纳米晶WC-Co硬质合金 |
| 1.2.1 超细/纳米晶WC-Co硬质合金的特性及应用 |
| 1.2.2 超细/纳米晶WC-Co硬质合金的研究现状 |
| 1.3 超细/纳米W粉的制备方法 |
| 1.3.1 氧化钨氢还原法 |
| 1.3.2 氧化钨碳还原法 |
| 1.3.3 高能球磨法 |
| 1.3.4 气相蒸发法和等离子体法 |
| 1.4 超细/纳米WC粉的制备方法 |
| 1.4.1 低温还原碳化法 |
| 1.4.2 紫钨还原碳化法 |
| 1.4.3 微波碳化法 |
| 1.4.4 碳热还原-碳化法 |
| 1.4.5 喷雾转换-还原碳化法 |
| 1.5 超细/纳米晶硬质合金的烧结技术 |
| 1.5.1 低压和超高压烧结 |
| 1.5.2 热等静压和热压烧结 |
| 1.5.3 微波烧结 |
| 1.5.4 场辅助烧结 |
| 1.6 选题意义和研究内容 |
| 第2章 实验原料设备和测试方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 AMT的化学成分及显微形貌 |
| 2.1.2 WO_3的化学成分及显微形貌 |
| 2.1.3 葡萄糖的化学成分及热解分析 |
| 2.1.4 碳黑的化学成分及显微形貌 |
| 2.1.5 Co粉的化学成分及显微形貌 |
| 2.1.6 VC和Cr_3C_2的化学成分及显微形貌 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 喷雾干燥机 |
| 2.2.2 行星式球磨机 |
| 2.2.3 干燥和煅烧设备 |
| 2.2.4 管式气氛炉 |
| 2.2.5 低压真空烧结炉 |
| 2.2.6 金相制样设备 |
| 2.3 测试分析方法 |
| 2.3.1 X-射线衍射分析（XRD） |
| 2.3.2 扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析 |
| 2.3.3 热重-差式扫描量热分析（TG-DSC） |
| 2.3.4 比表面积（BET）分析 |
| 2.3.5 碳含量测定 |
| 2.3.6 烧结体的性能测试 |
| 第3章 碳氢协同还原反应的热力学分析与实验验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 反应热力学原理 |
| 3.3 反应的热力学分析 |
| 3.3.1 WO_3氢还原的热力学分析 |
| 3.3.2 WO_3碳还原的热力学分析 |
| 3.3.3 C与H_2O反应的热力学分析 |
| 3.3.4 W碳化的热力学分析 |
| 3.4 还原温度的确定 |
| 3.4.1 WO_3的H_2-TPR分析 |
| 3.4.2 WO_3-C复合前驱体的TG-DSC分析 |
| 3.4.3 碳氢协同还原温度的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳氢协同还原制备纳米W粉的工艺及机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制备方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 前躯体的物相和形貌 |
| 4.3.2 还原过程中的物相演变 |
| 4.3.3 还原过程中的形貌变化 |
| 4.3.4 还原过程中W粉的粒径和碳含量变化 |
| 4.3.5 前驱体配碳比对W粉性能的影响 |
| 4.3.6 还原温度对W粉性能的影响 |
| 4.4 碳氢协同还原和普通氢还原制备W粉的对比研究 |
| 4.4.1 物相分析 |
| 4.4.2 形貌分析 |
| 4.4.3 粒度分析 |
| 4.4.4 还原方式对W粉粒径和形貌的影响机理 |
| 4.4.5 显微结构分析 |
| 4.5 碳氢协同还原制备纳米W粉的机理 |
| 4.5.1 不同还原温度的晶粒长大 |
| 4.5.2 还原机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 纳米W粉阶段碳化制备纳米WC粉 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 制备方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 球磨配碳W+C混合物的结构和形貌 |
| 5.3.2 碳化产物的物相结构分析 |
| 5.3.3 WC粉的形貌和粒度分析 |
| 5.4 碳化工艺对WC粉性能的影响 |
| 5.4.1 预碳化温度的影响 |
| 5.4.2 预碳化时间的影响 |
| 5.4.3 二段碳化温度的影响 |
| 5.4.4 二段碳化时间的影响 |
| 5.5 阶段碳化机理分析 |
| 5.5.1 碳化机制 |
| 5.5.2 碳化温度对WC粉粒径的影响机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 连续碳氢协同还原-碳化制备纳米WC粉 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 制备方法 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.3.1 前驱体的物相和形貌分析 |
| 6.3.2 还原-碳化过程中的物相结构转变 |
| 6.3.3 WC粉末的形貌和粒度分析 |
| 6.4 还原-碳化工艺对WC粉性能的影响 |
| 6.4.1 前驱体配碳比对WC粉碳含量的影响 |
| 6.4.2 还原温度对WC粉性能的影响 |
| 6.4.3 碳化温度对WC粉性能的影响 |
| 6.5 碳化机理分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 纳米WC粉的烧结性能 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 烧结的基本原理 |
| 7.3 制备方法 |
| 7.4 实验结果与分析 |
| 7.4.1 烧结体的物相分析 |
| 7.4.2 烧结温度对烧结体显微组织和性能的影响 |
| 7.4.3 保温时间对烧结体显微组织和性能的影响 |
| 7.4.4 不同制备方法纳米WC粉烧结体的性能对比 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）VC添加量对纳米晶硬质合金的制备及性能影响（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 2 结果及讨论 |
| 2.1 VC添加量对纳米晶复合粉相组成的影响 |
| 2.2 VC添加量对纳米晶WC-Co块体材料相组成的影响 |
| 2.3 VC添加量对SPS制备块体材料的显微组织、晶粒尺寸及其分布的影响 |
| 2.4 VC添加量对SPS制备块体材料性能的影响 |
| 3 结论 |
（9）高密度W-9.8Ni-4.2Fe合金的放电等离子烧结（SPS）技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高密度钨基合金的研究现状与进展 |
| 1.2.1 合金材质成分的研究 |
| 1.2.2 纳米粉末制备工艺 |
| 1.2.3 固结成形技术 |
| 1.3 放电等离子烧结技术（SPS）的研究进展 |
| 1.3.1 放电等离子烧结（SPS）技术简介 |
| 1.3.2 放电等离子烧结技术在新材料制备中的应用 |
| 1.4 研究的意义及主要内容 |
| 第二章 高密度钨基合金混合粉末的放电等离子烧结技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设备、材料及方法 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验材料及成份 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.3 放电等离子烧结工艺参数对对烧结合金的影响 |
| 2.3.1 烧结温度的影响 |
| 2.3.2 保温时间的影响 |
| 2.3.3 烧结合金的TEM 分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高能球磨高密度钨基合金粉末的放电等离子烧结行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高能球磨法制备纳米晶钨基合金粉末 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 球磨时间对钨基合金粉末形貌的影响 |
| 3.2.3 球磨时间对钨基粉末晶粒尺寸和晶格畸变的影响 |
| 3.2.4 高能球磨粉末的均匀性分析 |
| 3.3 高能球磨 W-9.8Ni-4.2Fe 合金粉末的放电等离子烧结 |
| 3.3.1 试验方法 |
| 3.3.2 球磨时间的影响 |
| 3.3.3 烧结温度的影响 |
| 3.3.4 烧结合金的TEM 分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 放电等离子烧结高密度钨基合金的摩擦磨损特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 试验设备 |
| 4.2.2 磨损量测量方法 |
| 4.2.3 实验方案 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 摩擦系数对比分析 |
| 4.3.2 不同制备工艺下钨合金的磨损量对比分析 |
| 4.3.3 磨损形貌分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 放电等离子烧结高密度钨基合金的高温压缩性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备及方案 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.3.1 烧结合金的高温压缩力学性能分析 |
| 5.3.2 高温压缩试样TEM 分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）WC-Co复合粉的原位合成与块体硬质合金的烧结（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 硬质合金的发展历史、应用和研究现状 |
| 1.1.1 硬质合金材料的特性 |
| 1.1.2 硬质合金的发展历史 |
| 1.1.3 硬质合金的种类与应用 |
| 1.1.4 硬质合金的国内外研究现状 |
| 1.2 WC 及WC-Co 复合粉末的制备 |
| 1.2.1 高能球磨与机械合金化 |
| 1.2.2 喷雾转化工艺 |
| 1.2.3 化学气相反应合成法 |
| 1.2.4 直接还原碳化法 |
| 1.2.5 化学沉淀法 |
| 1.2.6 自蔓延高温合成(SHS)法 |
| 1.3 硬质合金的烧结 |
| 1.3.1 氢气烧结 |
| 1.3.2 真空烧结 |
| 1.3.3 热压烧结 |
| 1.3.4 热等静压烧结 |
| 1.3.5 低压烧结 |
| 1.3.6 微波烧结法 |
| 1.3.7 激光选区烧结 |
| 1.3.8 高频感应热烧结 |
| 1.3.9 放电等离子烧结 |
| 1.4 本课题主要研究内容及意义 |
| 1.4.1 SPS 原位合成制备超细晶块体硬质合金 |
| 1.4.2 WC-Co 复合粉原位反应合成的机理与实验研究 |
| 1.4.3 超细复合粉的放电等离子烧结与组织性能分析 |
| 第2章 实验原料设备及测试方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.1.1 WO_3 化学成分及显微形貌 |
| 2.1.2 WO_(2.9)化学成分及显微形貌 |
| 2.1.3 Co_3O_4 的化学成分及显微形貌 |
| 2.1.4 碳黑的化学成分及显微形貌 |
| 2.1.5 VC 的化学成分及显微形貌 |
| 2.1.6 Cr_3C_2 化学成分及显微形貌 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 行星式球磨机 |
| 2.2.2 真空干燥箱 |
| 2.2.3 真空炉 |
| 2.2.4 放电等离子烧结设备 |
| 2.2.5 制样设备 |
| 2.3 测试方法 |
| 2.3.1 热重-差示扫描量热分析 |
| 2.3.2 X 射线衍射分析 |
| 2.3.3 比表面积(BET)分析 |
| 2.3.4 激光粒度分析 |
| 2.3.5 碳含量及元素分析 |
| 2.3.6 烧结试样密度的测定 |
| 2.3.7 硬度和断裂韧性的测定 |
| 2.3.8 横向断裂强度的测定 |
| 2.3.9 扫描电镜(SEM)分析 |
| 2.3.10 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 第3章 SPS 原位合成制备超细晶硬质合金 |
| 3.1 球磨混合粉的制备 |
| 3.1.1 混合粉末的配制 |
| 3.1.2 球磨时间对混合粉形貌的影响 |
| 3.1.3 球磨后物相分析 |
| 3.2 SPS 原位合成工艺 |
| 3.2.1 反应温度的确定 |
| 3.2.2 原位反应合成分析 |
| 3.3 初始粉碳含量与物相的关系 |
| 3.4 固相烧结后材料组织和力学性能 |
| 3.4.1 烧结温度对材料组织与性能的影响 |
| 3.4.2 保温时间对材料组织与性能的影响 |
| 3.4.3 烧结压力对材料组织与性能的影响 |
| 3.5 液相烧结后材料组织和力学性能 |
| 3.6 SPS 原位反应合成机制 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 WC-Co 复合粉原位合成理论分析与实验验证 |
| 4.1 反应热力学机理及表征参数 |
| 4.2 反应过程的热力学分析 |
| 4.2.1 三氧化钨(WO_3)碳还原的热力学分析 |
| 4.2.2 钨碳化反应的热力学分析 |
| 4.2.3 四氧化三钴(Co_3O_4)碳还原的热力学分析 |
| 4.2.4 中间产物钨酸钴(CoWO_4)的热力学分析 |
| 4.2.5 原位反应的热力学分析 |
| 4.3 反应过程的实验验证 |
| 4.4 原位反应合成的动力学分析 |
| 4.4.1 还原反应的机制分析 |
| 4.4.2 还原反应的动力学分析 |
| 4.4.3 还原反应过程物相演变分析 |
| 4.4.4 钨碳化过程中晶型转变分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 超细WC-Co 复合粉的原位合成制备与表征 |
| 5.1 原料中含碳量的确定 |
| 5.2 合成工艺对复合粉物相的影响 |
| 5.2.1 原料混合粉球磨时间 |
| 5.2.2 真空度 |
| 5.2.3 反应温度 |
| 5.2.4 保温时间 |
| 5.3 合成工艺对复合粉粒径的影响 |
| 5.3.1 原料粉球磨时间 |
| 5.3.2 反应温度 |
| 5.3.3 保温时间 |
| 5.4 合成工艺的优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 WC-Co 复合粉放电等离子烧结与组织性能分析 |
| 6.1 复合粉的SPS 烧结过程分析 |
| 6.1.1 烧结概述 |
| 6.1.2 SPS 烧结过程分析 |
| 6.1.3 SPS 烧结块体的物相分析 |
| 6.2 SPS 工艺参数对烧结体显微组织及性能的影响 |
| 6.2.1 烧结温度 |
| 6.2.2 烧结压力 |
| 6.2.3 保温时间 |
| 6.3 硬质合金烧结块体的显微组织表征与分析 |
| 6.3.1 硬质合金烧结块体的EBSD 分析 |
| 6.3.2 硬质合金烧结块体的TEM 分析 |
| 6.4 硬质合金块体的断裂分析 |
| 6.5 晶粒长大抑制剂对烧结体显微组织及性能的影响 |
| 6.5.1 抑制剂种类及原理 |
| 6.5.2 添加抑制剂的烧结体物相及微观形貌分析 |
| 6.5.3 添加抑制剂烧结试样的力学性能及分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和专利 |
| 致谢 |
四、纳米钨合金块体材料的制备（论文参考文献）
- [1]聚变堆用钨及钨合金热力学与界面性能的理论研究[D]. 王芊. 南昌大学, 2021(02)
- [2]钨弥散强化铜合金制备及性能研究[D]. 陆天行. 北京科技大学, 2021(01)
- [3]超细晶钨合金的制备与组织性能研究[D]. 沈丹妮. 南京理工大学, 2020(01)
- [4]现代粉末冶金材料与技术进展[J]. 黄伯云,韦伟峰,李松林,张立,李丽娅,刘锋,李瑞迪. 中国有色金属学报, 2019(09)
- [5]两步还原法制备超细钨基粉末及细化机理研究[D]. 石安红. 江西理工大学, 2017(02)
- [6]W-Nb合金价电子结构参数统计值计算及组织性能研究[D]. 陈天宝. 合肥工业大学, 2017(02)
- [7]碳氢协同还原制备纳米W粉的机理及其在制备纳米WC粉和超细晶WC-Co硬质合金中的应用[D]. 叶楠. 南昌大学, 2016(04)
- [8]VC添加量对纳米晶硬质合金的制备及性能影响[J]. 刘雪梅,王海滨,宋晓艳,王西龙,李玉玺. 稀有金属材料与工程, 2016(02)
- [9]高密度W-9.8Ni-4.2Fe合金的放电等离子烧结（SPS）技术研究[D]. 辛红伟. 华南理工大学, 2010(03)
- [10]WC-Co复合粉的原位合成与块体硬质合金的烧结[D]. 刘文彬. 北京工业大学, 2009(09)