粉末冶金工业

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郭志猛，芦博昕，杨芳，陈存广，王海英，张策

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 1-7.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200022

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钛及其合金因其密度低、强度高、耐蚀性好、生物相容性好等特点被广泛应用于航空航天，汽车舰船，石油化工，生物医疗等领域。本文主要针对钛及其合金的粉末冶金制备技术研究现状进行了介绍，从制粉和成形致密化两个方面介绍了国内外的制备技术，并且指出粉末冶金钛合金未来发展的关键是微细低间隙钛粉的制备，大尺寸坯料的制备和高性能烧结坯的制备。

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放电等离子烧结制备Cu-15Cr-15W复合材料

高思远，韩翠柳，何超，潘亚飞，张久兴

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 8-13.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180164

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采用高能球磨和机械混粉等方法分别制备了3种Cu-15Cr-15W复合粉末，然后通过放电等离子烧结（SPS）制备了Cu-15Cr-15W合金。研究了不同混粉工艺对合金微观组织、物理与力学性能的影响。结果表明：采用高能球磨Cr、W粉末后机械混合Cu粉而制备的Cu-15Cr-15W复合粉末经SPS烧结所得铜合金的组织细小均匀，致密度99.3%，电导率2.95×107 S/m，热导率212.0 W/(m·K)，维氏硬度152HV0.5，抗拉强度和伸长率分别365 MPa和11.5%，各项性能均优于相同SPS工艺制备的Cu-30Cr合金。

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热/压耦合下FeCuP半固态微粒对金刚石复合体组织性能的调控

李胜男，龙伟民，薛弘宇，钟素娟，于新泉

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 14-20.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180132

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胎体对金刚石工具性能的影响至关重要，热压温度、压力和时间的变化显著影响金刚石胎体的性能。采用SEM、EDS、硬度检测及弯曲试验等分析测试方法，研究了热压工艺参数对含磷铁基胎体（Fe-Cu-P三元胎体）组织性能的影响。综合分析了胎体的各项性能及实验参数，确定胎体的最佳烧结温度为820 ℃，最佳烧结压力为30 KN，最佳烧结时间为270 s。

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碳热预还原及二次氢还原试制超细铁粉研究

孔令兵，郭培民，赵沛，王磊

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 21-25.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180165

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在钢带试验装置上开展了低温碳还原及氢二次还原试验试制超细金属铁粉。研究了3种不同成分的碳粉对金属铁粉产品质量的影响，结果表明低灰分、高固定碳含量碳粉符合纯金属铁粉制备的要求；添加少量催化剂，能够显著提高低温碳的还原效果，并能提高低温下的间接还原率。还原温度为850 ℃、加热时间为2 h、还原碳为原料中氧含量的80%，碳酸钾的加入量为0.5%~1%，可以得到全铁含量大于91.7%的铁粉，在此基础上750 ℃氢还原2 h，可以得到成分合格的超细金属铁粉，产品的D50为5~6 μm，D90为10~12 μm，松装密度为1.35 g/cm3。

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改性淀粉还原Cu2O制备超细铜粉

万兴元，王一雍，李丰文，赵云，朱立国，胡翰廷

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 26-30.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180127

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以改性淀粉为还原剂，采用水热法制备超细铜粉，探究了温度和还原剂的量对超细铜粉的影响。借助XRD、SEM、激光粒度分析仪考察了铜粉的成分、微观形貌、平均粒径。结果表明，当温度为180 °C，加入0.7 mol改性淀粉，可制备出平均粒径为0.41 μm，近球形的超细铜粉。实验结果可为以其他低成本绿色环保生物质（稻秆、麦秸等）为原料，实现超细铜粉低碳化绿色生产提供参考。

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电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料组织与性能分析

左明鑫

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 31-34.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190010

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采用热压烧结方法制备电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料，通过XRD、OM、SEM等测试手段研究不同TiB2颗粒含量对其组织和性能的影响。研究结果表明：复合材料生成了强度很高的Cu衍射峰，Cu基体内已经形成由TiB2与TiB共同构成的混杂增强相。所有复合材料试样中的增强相都形成了均匀分布形态，TiB2颗粒含量6%的试样含有颗粒与晶须两种增强相。当TiB2颗粒含量的比例上升后，所有Cu基复合材料试样的硬度都发生了增大的现象，而相对密度发生了减小，导电率增加。TiB2(6%)/Cu复合材料试样在DSC升温过程中形成了4个特征峰。当温度到达800 ℃时形成了Cu3Ti金属间化合物；随着温度上升到1 100℃后，试样基体内开始同时生成TiB2颗粒与TiB晶须。

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基于激光诱导击穿光谱法的不锈钢粉末直接测定方法研究

刘宗鑫，沈学静，李冬玲，刘佳

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 35-40.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190020

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传统的金属粉末的定量分析方法需要经过化学溶样或熔融压片的过程，本文提出了一种不经熔融或化学制样，而对不锈钢粉末进行直接定量的激光诱导击穿光谱分析方法。研究了不同的制样方式和激光剥蚀条件对不锈钢粉末中的元素定量分析结果的影响规律，发现制样模具材质对制样效果有重要影响，合适的制样压力对分析结果的稳定性、准确性有较大提升。同时激光剥蚀次数的选择也会影响光谱信号的稳定性。在这些研究的基础上，建立了不锈钢粉末中9种元素激光诱导击穿光谱直接定量分析的制样和分析方法，其中Mo、Si、W、Ni 、Mn 、Cr 、Co的分析结果与化学分析参考值具有较好的一致性。

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热分解法制备纳米Cu粉末的反应动力学解析与形貌表征

郑星龙，金永中，陈建，任娇，黄聪，龚江龙

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 41-45.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180136

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本文以酒石酸铜为铜源，采用热分解法制备了粒径约为50 nm的纳米Cu粉末，借助XRD、AFM等表征手段，重点探讨了不同升温速率（1 ℃/min，5 ℃/min和10 ℃/min）对反应产物的物相和形貌的影响。结果表明：升温速率是酒石酸铜热分解制备纳米Cu粉末的控制性因素，慢速升温可显著降低酒石酸铜的热分解温度，促进Cu粉末的纯化和纳米化。

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传感器用Ag/Ni基Ag3PO4/CNTs复合膜组织表征及光催化性能分析

温炳辉

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 46-49.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180181

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通过电化学方法在Ni基体上沉积制备得到传感器用Ag/Ni基Ag3PO4/CNTs复合膜，并测试可见光下复合膜光催化活性及稳定性。结果表明：复合膜形成了由CNTs和Ag3PO4共同构成的网状结构， CNTs对网状结构起到良好的支撑作用，使复合膜获得更好的稳定性。Ag3PO4/CNTs复合膜形成了Ag3PO4衍射峰，而峰强度发生了略微降低。较Ag3PO4膜而言，复合膜达到了更优的紫外与可见光区吸光性能，有效促进光催化反应的进行。在保证复合膜稳定光催化活性的条件下，复合膜可以进行5次连续使用。使用叔丁醇时，降解率相对于未加捕获剂的系统减小。在体系中加入乙二胺四乙酸之后降解率明显降低。

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一种新型第四代粉末高温合金热变形行为及其本构方程

侯琼，陶宇，贾建，张国栋，曲敬龙

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 50-55.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180142

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采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了热等静压态新型第四代粉末高温合金的热变形行为，变形温度1 060~1 140 ℃，应变速率0.001~1 s-1，真应变量0.69。结果表明，热等静压态合金热模拟压缩实验的高温流变曲线呈动态再结晶特征。基于双曲正弦函数型Arrhenius方程和实验数据，采用峰值应力以及应变修正两种方式构建了合金的高温流变本构方程。后者由于包含了应变量的影响，预测的合金热变形流变应力值与实际测试结果比较吻合，平均相对误差绝对值为7.875 38%，能更好的反映合金在热变形过程中的流变行为，为合金热加工工艺的设计优化提供参考依据。

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煅烧温度对球磨?煅烧制备Bi(Fe0.9Mn0.1)O3粉末性能的影响

李建明

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 56-60.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180163

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本文以碳酸锰MnCO3和次碳酸铁铋BiFexCO3为原料，通过湿法球磨与煅烧制备Bi(Fe0.9Mn0.1)O3粉体颗粒，研究煅烧温度对其性能的影响。结果表明：前驱体中含有MnCO3和BiFexCO3两种成分，前驱体的煅烧温度可设定为455~820 ℃。试样的微观形貌与团聚形态受煅烧温度的显著影响。温度达到700 ℃时，类球形与多面体颗粒共同存在，粒径为120~280 nm。各试样具有相近的背景衬度，没有形成明暗差异显著的不同区域，说明锰与铋形成了均匀分布状态。600~800 ℃温度区间内煅烧形成的产物对所有波段都具有很高的近红外反射率，尤其当温度升高到700 ℃后，试样具备优异的反射性能。

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温度对草酸钕热分解为氧化钕形貌和光学特性的影响

傅小明，孙虎，杨在志

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 61-64.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190015

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以碱式碳酸钕（Nd2(C2O4)3·10H2O）为原料，Nd2(C2O4)3·10H2O在空气中热重-热差（TG-DTA）分析结果为依据，采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外-可见分光光度计（UV-Vis）分别表征了 Nd2(C2O4)3·10H2O在空气中热分解产物的物相、形貌和光吸收特性。结果表明，Nd2(C2O4)3·10H2O在空气中的热分解主要分为3个阶段，第一阶段是室温至300 ℃，Nd2(C2O4)3·10H2O受热失去结晶水变为Nd2(C2O4)3；第二阶段是300~600 ℃， Nd2(C2O4)3受热分解为中间产物Nd2O2CO3；第三阶段是600~750 ℃，Nd2O2CO3受热分解为Nd2O3。在950 ℃时Nd2(C2O4)3·10H2O受热分解并保温15 min获得了Nd2O3纳米颗粒。随着Nd2(C2O4)3·10H2O热分解温度地升高，获得的Nd2O3颗粒越细，对光的吸收能力就越强。特别是Nd2O3纳米颗粒对光的吸收出现了一些较强的吸收峰和较宽的吸收带，可以极大的拓展Nd2O3纳米颗粒的光学特性应用范围。

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润滑剂选用和添加量对粉末冶金不锈钢压制性能的影响

郑伟国，朱啸峰，周青

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 65-68.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180137

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本文采用以生坯增强剂、脱模润滑剂、压制润滑剂为基本单元的组合润滑剂，从压制成形角度来探索润滑剂组合和添加量，对SUS304L不锈钢粉末的压制性、流动性和成形性的影响。结果表明，选用合适的润滑剂配比，对生坯密度、流动性、表面粗糙度和生坯强度有一定的改善作用，并得出适合粉末冶金不锈钢的较为合理的润滑剂选用方案。

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不同搅拌叶片对喷雾干燥钼粉的影响

张晓

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 69-72.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190016

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采用两种搅拌叶片制备喷雾造粒钼粉，研究了搅拌叶片和搅拌速度对喷雾造粒浆料均匀性及造粒钼粉组织形貌、松装密度、流动性的影响。结果表明，随着搅拌速度的增大，两种叶片制浆均匀性均提高，喷雾干燥钼粉颗粒球化程度提高、表面粗糙度改善、松装密度增大、流动性增大。在本实验条件下，复合叶片制浆后喷雾造粒效果较好，颗粒形貌近球形，具有良好的松装密度和流动性。

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电磁频率对车电极用纳米ZrB增强铝基合金性能的影响

任伟

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 73-77.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180186

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选择6063合金作为基体材料，采用电磁场技术制备得到ZrB/6063纳米材料，探讨了颗粒微观形貌、力学特性和电磁场之间的关系。研究结果表明：在XRD图上形成了明显的铝基体与ZrB组织的衍射峰，当基体中添加ZrB颗粒后，衍射峰强度也会随之增大。当电磁场电磁频率变大后，能够使颗粒形成更加均匀的分布状态，提高了颗粒尺寸的均匀度并使平均尺寸大幅降低。当电磁场电磁频率增大后，复合材料各项力学性能指标都发生了明显提高。电磁频率10Hz时，对材料拉伸强度358MPa，屈服强度262MPa，伸长率24.7%，相对于未电磁场分别上升了38.8%、67.9%和32.8%。增加电磁场后，材料拉伸断口区域形成了更多的小尺寸韧窝，表现出明显的韧窝断裂特点。

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石墨烯/环氧树脂复合涂层结霜性能实验研究

张柳，张冰

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 78-82.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200002

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本文将石墨烯粉末添加到环氧树脂涂料中，制备出石墨烯/环氧树脂复合涂层。搭建冷表面结霜实验台，对石墨烯复合涂层表面结露和结霜情况进行研究，并与环氧树脂涂层表面对比。由结露实验可知，石墨烯复合涂层的表面水珠间距大，不宜连成片。由结霜实验可知，在相同环境温度及冷液温度条件下，石墨烯复合涂层霜晶生长缓慢，且稀疏，抑霜效果较好。当冷液温度降低至-10 ℃时，石墨烯复合涂层表面霜晶生长加快，且密集；当环境温度降低至5 ℃时，石墨烯复合涂层表面霜晶厚度约为初始条件时的1/4。经耐盐雾性能测试，加入石墨烯后，可以显著改善环氧树脂涂层的防腐性能。

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金属材料3D打印技术研究进展

柳朝阳，赵备备，李兰杰，常福增，祁健，马英梁

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 83-89.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180139

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根据3D打印成形原理，将金属材料3D打印工艺分为粉末床熔融、定向能量沉积、粘合剂喷射、材料喷射、薄材叠层5类，重点介绍了各工艺下主要技术的基本原理、优缺点、应用领域及进展。最后对比了几种主流3D打印技术，指出SLM和EBM已成为粉末床熔融工艺的主流，适合做小型超复杂整体构件；定向能量沉积工艺使用激光、电子束和电弧作为能量源将材料同步熔化沉积，加工效率高，适合做大型高性能整体构件；粘合剂喷射技术因生产成本低、周期短，在需要快速制造铸件的制造行业中具有应用潜力。并对金属材料3D打印发展方向进行了展望。

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低酸富钴渣硫酸化焙烧及浸出

周荣超，鲁俊雀，叶民杰，王榆彬，王杜

粉末冶金工业. 2020, 30(02): 90-88.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180178

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采用硫酸化焙烧浸出工艺从低酸富钴渣中浸出钴。经XRD测试原料中难以浸出的钴为Co3O4。当焙烧温度为350℃、酸料质量比为0.8、反应时间为1h，浸出反应完全，钴的浸出率达99.86%。

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2020年, 第30卷, 第02期　刊出日期：2020-04-10

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