高能球磨制备钛基金属玻璃粉末研究*
2020-08-03李雪伍
钟 斌,张 林,李雪伍,2
(1. 西安科技大学 机械工程学院,西安 710054; 2. 清华大学 摩擦学国家重点实验室,北京 100084)
0 引 言
随着航空、航天、国防、汽车、电力电子、高端制造等现代工业的飞速发展,人们对新型、高强、轻质金属材料的需求越发迫切[1-2],尤其对金属材料增强体的研究越来越多[3-4]。非晶金属玻璃具有优异力学、物理、化学和机械性能,尤其是高强度、高硬度、良好耐磨及耐蚀性能[5-6],其设计与制备日益成为复合材料增强体的重要发展方向与研究热点。目前常用非晶金属玻璃增强体有Cu基[7]、Zr基[8]、Ti基[9]等。Ti基金属玻璃密度小、强度高、硬度大、韧性好、耐腐蚀性优良[10-11],是质轻、高强、生物相容结构及工程增强材料的重要组成部分[12]。此外,钛基金属玻璃与工程常用铝基材料润湿性较好[13],致使增强体与基材间存在良好界面性能[14],从而被广泛应用于工程领域。
在机械合金化[15]历程中,由于高能量机械能作用,金属材料发生系列显微组织结构演化和非平衡态相变,致使纳米晶、非晶等非平衡态结构形成,此类亚稳结构材料常表现出优异物理、化学和力学性能[16-17]。刘俊伟等[18]采用机械合金化技术制备了Ti44Ni47Nb9形状记忆合金粉末,重点研究了球磨转速、球料比、球磨时间等工艺参数对机械合金化过程的影响规律。研究表明,高能球磨技术相较他方法,可有效细化晶粒,且制备工艺简单、效率高、成本低、环境污染少、非晶形成能力强、易于实现规模化生产。
本文以钛基非晶金属玻璃为研究对象,采用高能球磨技术高效可控制备Ti57Zr13Cu21Ni9金属玻璃粉末,并对制备粉体颗粒微观形貌、物相结构特征、元素分布及力学行为进行了系统研究。……
