超細/納米鎢基複合粉末製備技術與理論

現代國防軍工領域的先進武器裝備對鎢基合金材料提出了更高要求，要求鎢基合金具有更高的性能和更多的功能。近年來，國內外研究者圍繞組織細化、形變強化、異形件成形加工技術以及鎢合金局部絕熱剪切性開展了深入的研究，獲得了鎢基合金製備的新理論，開發了多種鎢基合金製備新技術和新材料並拓展了鎢基合金的新應用。

超細/納米鎢基複合粉末不僅有助於改善粉末 的燒結特性，提高鎢基合金的緻密度，而且還能細化合金組織，改善組織均勻性，提高鎢基合金的性能。近年來，中南大學等相繼研究開發了機械合金化、噴霧乾燥法和溶膠-凝膠法製備超細、納米鎢基複合粉末新技術。針對機械合金化過程中易於產生球磨夾雜，發展了多組元程序控制劑的多相膜機械合金化原理方法，利用有機物在粉末顆粒表面形成多相膜而產生的空間位阻效應避免粉末顆粒接觸而團聚，細化粉末顆粒，同時減少球磨雜質。利用機械合金化時元素粉末顆粒之間的高速碰撞,粉末顆粒之間不斷發生冷焊撕裂從而加速原子間的擴散，並形成超飽和固溶體和非晶相，粉末成分達到超均勻分佈，在燒結過程中，粉末中形成的超飽和固溶體和非晶相會促進固相燒結並達到近全緻密化。與此同時，針對機械合金化粉末成形性非常差的難題，研製開發了溶膠-噴霧乾燥-多步氫還原技術製備超細/納米鎢基複合粉末原理和技術。利用低分子有機物在膠體粒子表面產生的空間位阻效應和溶膠體粒子的靜電位阻效應構成的協調穩定機制對膠體粒子進行均勻分散，實現元素成分的原位複合與粉末顆粒超細/納米化，粉末顆粒呈球形或近球形，粒度在200nm以下，晶粒度在50nm以下，具有良好的流動性、成形性以及燒結特性，解決了機械合金化複合粉末成形性差以及注射成形裝載量低的問題，同時還根據納米鎢基複合粉末的燒結特性，建立了納米鎢基複合粉末的固相燒結理論，解決了鎢基複合材料液相燒結易變形的問題。以上成果已形成了具有獨立知識產權的製備技術體系，獲多項國家發明專利，目前製備技術已達到國際先進水準。


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