超细/纳米钨基复合粉末制备技术与理论

现代国防军工领域的先进武器装备对钨基合金材料提出了更高要求，要求钨基合金具有更高的性能和更多的功能。近年来，国内外研究者围绕组织细化、形变强化、异形件成形加工技术以及钨合金局部绝热剪切性开展了深入的研究，获得了钨基合金制备的新理论，开发了多种钨基合金制备新技术和新材料并拓展了钨基合金的新应用。

超细/纳米钨基复合粉末不仅有助于改善粉末 的烧结特性，提高钨基合金的致密度，而且还能细化合金组织，改善组织均匀性，提高钨基合金的性能。近年来，中南大学等相继研究开发了机械合金化、喷雾干燥法和溶胶-凝胶法制备超细、纳米钨基复合粉末新技术。针对机械合金化过程中易于产生球磨夹杂，发展了多组元过程控制剂的多相膜机械合金化原理方法，利用有机物在粉末颗粒表面形成多相膜而产生的空间位阻效应避免粉末颗粒接触而团聚，细化粉末颗粒，同时减少球磨杂质。利用机械合金化时元素粉末颗粒之间的高速碰撞,粉末颗粒之间不断发生冷焊撕裂从而加速原子间的扩散，并形成超饱和固溶体和非晶相，粉末成分达到超均匀分布，在烧结过程中，粉末中形成的超饱和固溶体和非晶相会促进固相烧结并达到近全致密化。与此同时，针对机械合金化粉末成形性非常差的难题，研制开发了溶胶-喷雾干燥-多步氢还原技术制备超细/纳米钨基复合粉末原理和技术。利用低分子有机物在胶体粒子表面产生的空间位阻效应和溶胶体粒子的静电位阻效应构成的协调稳定机制对胶体粒子进行均匀分散，实现元素成分的原位复合与粉末颗粒超细/纳米化，粉末颗粒呈球形或近球形，粒度在200nm以下，晶粒度在50nm以下，具有良好的流动性、成形性以及烧结特性，解决了机械合金化复合粉末成形性差以及注射成形装载量低的问题，同时还根据纳米钨基复合粉末的烧结特性，建立了纳米钨基复合粉末的固相烧结理论，解决了钨基复合材料液相烧结易变形的问题。以上成果已形成了具有独立知识产权的制备技术体系，获多项国家发明专利，目前制备技术已达到国际先进水平。


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