高能球磨法制备超细粉体材料高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使介质对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌,把物料粉碎为超细粉体葚至纳米级粉体的方法,常用的研磨机械为振动磨和搅拌磨,可细分为机械研磨和机械合金化,其区别是机械研磨的对象为单一物质,可以认为是粉碎法的深化,而机械合金化的对象是两种或两种以上的粉末物质,在球磨罐中经压延、压合、碾碎、再压合的反复过程,最后获得组织和成分分布均匀的合金粉末。本书主要介绍机械合金化及其应用。
机械合金化技术是20世纪60年代由J SBenjamlnj及其合作者在制造氧化物弥散强化高温合金时发展起来的一门新技术。是制备新材料的重要手段之一,其特点是:①可以使材料远离平衡状态,从而获得其他技术难以获得的特殊的组织、结构,扩大了材料的性能范围,且材料的组织、结构可控;②突破了熔铸法和快速凝固技术的局限,拓宽了合金成分范围,诱发固态相变,制备准晶、非晶态材料,从而避开了准晶、非晶形成时对熔体冷速和成核条件的苛刻要求;③机械合金化技术可制备出一系列纳米晶材料和过饱和固熔体等亚稳态材料,机械合金化反应机理一般分为三大类:①界面原子逐渐扩散反应机制,即球磨过程中诱发了粉末与粉末之间界面的扩散和化学反应;②机械反应诱发的自蔓延反应(也称为爆炸反应、燃烧合成反应、自维持反应)机制,即对那些放热很大的化学反应系统,启动反应需很高的加热温度。但在球磨过程中由于组织细化、系统储能很高,使系统反应启动所需的临界温度丁,。下降,直到某一瞬间碰撞处界面温度了。>了该时,此处的反应被启动,放出的大量热量使反应迅速完成;③固溶—分解机理。即反应元素在金属基体内扩散形成过饱和固熔体,随后进一步球磨或热处理使过饱和固熔体分解,生成金属化合物。高能球磨法制备超细粉体材料具有规模大,产量高、工艺简单易行等特点,但是要制备出分布均匀的材料确不是一件容易的事,存在的主要问题是介质的存在易给粉体材料带来杂质,并影响其性能。
高能球磨法制备的纳米微粒主要包括以下几种。①纳米纯金属高能球磨可以容易地使具有bcc结构(如Ir、Mo,W、Fe等)和hep结构(如Zr、Hf、Ru)的金属形成纳米晶结构。
②不互溶体系纳米结构材料的制备。用机械合金化的方法很容易将相图上几乎不互溶的金属制成纳米固
毋伟陈建峰卢寿慈编著.超细粉体
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面修饰.化学工业出版社,2004年03月第1版.
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