【有獎(jiǎng)交流】積極回復(fù)本帖子，參與交流，就有機(jī)會(huì)分得作者 201214760216 的 2 個(gè)金幣，回帖就立即獲得 1 個(gè)金幣，每人有 1 次機(jī)會(huì)

201214760216

木蟲 (著名寫手)

應(yīng)助: 25 (小學(xué)生)
金幣: 5283.7
帖子: 1505
在線: 111.6小時(shí)
蟲號(hào): 3773423

[交流] 【合金材料】等離子球磨技術(shù)快速合成W-Cr固溶體

大家好，今天給大家分享一篇硬質(zhì)合金材料制備的文章，依然沒辦法發(fā)圖片，需要英文原文的后臺(tái)滴滴：230711，并發(fā)郵箱哈

一段話了解全文

P-milling W-Cr合金系統(tǒng)中Cr在W中的固溶度更高，等離子球磨比普通球磨更容易促進(jìn)W(Cr)固溶體的形成。根據(jù)Miedema模型，與傳統(tǒng)球磨相比，由于放電等離子體的熱效應(yīng)，通過等離子體球磨形成W(Cr)固溶體的自由能有所降低。因此，等離子球磨過程中W-Cr納米晶粒的晶界和位錯(cuò)中存儲(chǔ)的能量更高，更容易克服固溶體形成過程中的熱力學(xué)障礙。

材料制備

在等離子體球磨過程中，電極、球和固態(tài)粉末構(gòu)成單電勢壘放電反應(yīng)器，在9.8kHz的高壓交流電和20kV的高脈沖電壓下產(chǎn)生均勻的非熱等離子體，如圖1a所示。在球磨之前，通過在球磨瓶中填充0.1MPa的高純度Ar氣去除空氣。當(dāng)球磨處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，施加電壓和放電電流的波形如圖1b所示。
W-5wt%Cr和W-10wt%Cr混合粉末Ar氣氛下在等離子球磨設(shè)備中研磨6小時(shí)和10小時(shí)。在球磨之前，添加1wt%的無水乙醇作為過程控制劑以抑制冷焊。為了進(jìn)行比較，在沒有等離子放電的普通球磨中，制備W–5wt%Cr和W–10wt%Cr納米復(fù)合粉末。

圖1 (a)振動(dòng)狀態(tài)下等離子球磨瓶放電照片 (b)靜止?fàn)顟B(tài)球磨瓶中介質(zhì)阻擋放電的外加電壓和放電電流波形

球磨鎢鉻粉的顯微組織表征

處理時(shí)間小于10h，所有樣品的XRD圖中都顯示出W和Cr衍射峰，由于球磨后晶粒顯著細(xì)化，W的衍射峰變寬并轉(zhuǎn)移到更高的角度，P-milling樣品位移角度更大。研磨6小時(shí)后，除了(110)的寬峰外，Cr相的所有其他峰都消失了。隨著時(shí)間增長到10小時(shí)，等離子研磨過程中Cr相的(110)峰消失，但在普通球磨過程中仍能檢測到。結(jié)果表明，W-Cr混合物在球磨過程中經(jīng)歷了一些相變。等離子體球磨可以促進(jìn)Cr溶解在W基體中并更容易產(chǎn)生W(Cr)固溶體，且效果優(yōu)于普通球磨。等離子球磨產(chǎn)生的等離子能量和機(jī)械力組合，促使晶粒中微缺陷的形成增加，例如位錯(cuò)，增加微觀應(yīng)變和大量位錯(cuò)纏結(jié)，有助于形成細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步減小晶粒尺寸。

圖2 XRD圖(a) W–5wt%Cr-6h(b) W–10wt%Cr-6h (c)W–10wt%Cr-10h

在等離子體球磨的初始階段，由于放電等離子體引起的熱塑性變形，W粉末形成交替層狀結(jié)構(gòu)，硬而脆的Cr嵌入層狀W基體中。對比C-milling的粉體，W聚集體從不規(guī)則的顆粒狀變?yōu)槠瑺�。因�(yàn)榈入x子體產(chǎn)生的快速加熱和高能電子轟擊效應(yīng)協(xié)同作用提高金屬W的延展性。加熱效應(yīng)促進(jìn)了顆粒的粘附性，形成更大的二次顆粒。隨著進(jìn)一步球磨，層間厚度減小，形成更均勻的W-Cr納米晶結(jié)構(gòu)。由于在球磨過程中晶格缺陷和溫度增加，顆粒細(xì)化過程中擴(kuò)散距離減小和原子擴(kuò)散增強(qiáng)，可能會(huì)發(fā)生跨界面的相互擴(kuò)散

圖3 研磨6h的W-10wt%Cr粉體(a)c-milling (b)P-milling

EDS結(jié)果表明等離子體的引入可以促進(jìn)W(Cr)過飽和固溶體的形成，如圖4c-e和5c-e所示。如圖6所示，P-millingW-10wt%Cr-6h樣品的硬度高于C-millingW–10wt%Cr-6h樣品。樣品的平均維氏硬度分別為205和233。只有幾百納米的富鉻相逐漸沉淀在W基體的晶粒內(nèi)部和晶界，才會(huì)導(dǎo)致硬度的增加。因此，顯微硬度的增加可以歸因于等離子球磨后更多的Cr相溶解在W基體中，而C-milling和P-milling W-Cr樣品之間的晶粒尺寸差異很小。

圖4 通過普通球磨處理6h的W-10wt%Cr納米復(fù)合粉末的背向散射圖像，相關(guān)EDS元素分布圖

圖5通過等離子球磨處理6h的W-10wt%Cr納米復(fù)合粉末的背向散射圖像，相關(guān)EDS元素分布圖

圖6使用不同方法制備的W-10wt%Cr-6h粉末的納米壓痕深度對加載力的依賴性
W-Cr固溶體形成機(jī)理分析

根據(jù)W(Cr)固溶體形成的焓、熵和吉布斯自由能變化可以計(jì)算得出普通和等離子球磨過程中W(Cr)固溶體的最終自由能增量為6.702kJ·mol-1和5.600kJ·mol−1，這意味著等離子球磨過程中的熱力學(xué)屏障更低。

表1 球磨W-Cr合金體系自由能變化計(jì)算結(jié)果

放電等離子體引入的加熱效應(yīng)降低了形成固溶體的熱力學(xué)勢壘，等離子體球磨過程中微晶尺寸的減小和位錯(cuò)密度的增加提高了自由能，因此等離子球磨在一定程度上加速兩相的擴(kuò)散，促進(jìn)W（Cr）固溶體的形成。

圖7 等離子球磨和普通球磨制備的W(Cr)固溶體的自由能圖

結(jié)論

 與傳統(tǒng)球磨相比，等離子球磨可以促進(jìn)W(Cr)固溶體的形成。
 由放電等離子體引入的熱效應(yīng)降低了熱力學(xué)勢壘以形成固溶體。
 在等離子球磨過程中，W-Cr納米晶粒的晶界和位錯(cuò)中存儲(chǔ)的能量更高，這使得W-Cr系統(tǒng)的熱力學(xué)障礙更容易被克服，從而由元素混合物形成固溶體。

以上結(jié)論來自于：

Hong S F, Lu Z C, Liu Y H, et al. Rapid Synthesis of W–Cr Solid–Solution by Dielectric-Barrier Discharge-Plasma-Assisted Ball Milling[J]. Metals and Materials International, 2021.

回復(fù)此樓

» 猜你喜歡

0703化學(xué)一志愿211 總分320求調(diào)劑已經(jīng)有3人回復(fù)
0703求調(diào)劑已經(jīng)有6人回復(fù)
（081700）化學(xué)工程與技術(shù)-298分求調(diào)劑已經(jīng)有6人回復(fù)
一志愿天津大學(xué)材料與化工275求調(diào)劑已經(jīng)有22人回復(fù)
0857 資源與環(huán)境 285分已經(jīng)有6人回復(fù)
材料工程,326分，求調(diào)劑已經(jīng)有5人回復(fù)
301求調(diào)劑已經(jīng)有5人回復(fù)
334求調(diào)劑已經(jīng)有3人回復(fù)
材料與化工085600調(diào)劑求老師收留已經(jīng)有5人回復(fù)
一志愿華科071000生物學(xué) 338求調(diào)劑已經(jīng)有4人回復(fù)

» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)

» 搶金幣啦！回帖就可以得到:

查看全部散金貼

1樓 2023-07-11 14:43:12

已閱回復(fù)此樓關(guān)注TA 給TA發(fā)消息送TA紅花 TA的回帖

201214760216

木蟲 (著名寫手)

應(yīng)助: 25 (小學(xué)生)
金幣: 5283.7
帖子: 1505
在線: 111.6小時(shí)
蟲號(hào): 3773423

大家好，今天給大家分享一篇硬質(zhì)合金材料制備的文章，依然沒辦法發(fā)圖片，需要英文原文的后臺(tái)滴滴：230711，并發(fā)郵箱哈

贊一下

回復(fù)此樓

2樓2023-07-11 14:47:27

已閱回復(fù)此樓關(guān)注TA 給TA發(fā)消息送TA紅花 TA的回帖

簡單回復(fù)

tzynew3樓

2023-07-11 14:50 回復(fù)

201214760216(金幣+1): 謝謝參與

o 發(fā)自小木蟲Android客戶端

miaojiabing4樓

2023-07-11 15:31 回復(fù)

201214760216(金幣+1): 謝謝參與

shenrenren5樓

2023-07-12 21:45 回復(fù)

201214760216(金幣+1): 謝謝參與

最具人氣熱帖推薦 [查看全部]	作者	回/看	最后發(fā)表

[考研] （081700）化學(xué)工程與技術(shù)-298分求調(diào)劑 +6	11啦啦啦 2026-03-11	6/300	2026-03-11 22:13 by 綠色低碳化學(xué)
[考研] 337一志愿華南理工0805材料求調(diào)劑 +3	mysdl 2026-03-11	5/250	2026-03-11 18:06 by 樂學(xué)xi
[碩博家園] 深圳大學(xué)碩士招生（2026秋，傳感器方向，僅錄取第一志愿） +4	xujiaoszu 2026-03-11	6/300	2026-03-11 12:30 by xujiaoszu
[考研] 293求調(diào)劑，一志愿陜師大生物學(xué) +3	??????.?.??? 2026-03-09	3/150	2026-03-11 10:02 by 學(xué)員8dgXkO
[基金申請] 提交后的基金本子，已讓學(xué)校撤回了，可否換口子提交 +3	dut_pfx 2026-03-10	3/150	2026-03-11 08:38 by kudofaye
[考研] 312求調(diào)劑 +5	陌宸希 2026-03-10	5/250	2026-03-11 07:18 by macy2011
[考研] 一志愿湖師大化學(xué)289求調(diào)劑 +5	XMCMM3.14159 2026-03-10	5/250	2026-03-10 15:41 by shangxh
[考研] 08工科 +5	li李樂成 2026-03-06	5/250	2026-03-10 14:51 by 在風(fēng)落中
[考研] 327分求調(diào)劑086 +4	西紅柿?小帥 2026-03-09	7/350	2026-03-10 14:47 by ruiyingmiao
[考博] 找博導(dǎo) +4	小呆呆熊 2026-03-07	4/200	2026-03-10 11:08 by 天道酬勤2026686
[考研] 295復(fù)試調(diào)劑 +4	簡木ChuFront 2026-03-09	4/200	2026-03-09 21:49 by wangjihu
[碩博家園] 2026級碩士研究生招生/調(diào)劑 +3	知足常樂的樂 2026-03-06	5/250	2026-03-09 20:56 by 木瓜膏
[考研] 0832食品科學(xué)與工程293調(diào)劑 +3	東東不東 2026-03-07	3/150	2026-03-09 15:58 by ls_13456
[考研] 293一志愿華東理工 0817化學(xué)工程與技術(shù) 調(diào)劑 +5	fjj0912 2026-03-07	5/250	2026-03-09 09:13 by 30660438
[考研] 085701環(huán)境工程專碩求調(diào)劑 +5	幼稚園大班打手 2026-03-08	5/250	2026-03-09 07:07 by houyaoxu
[考研] 一志愿211 材料與化工 280求調(diào)劑 +3	Sanity蔣 2026-03-08	3/150	2026-03-09 06:35 by houyaoxu
[考研] 301求調(diào)劑 +5	一二LV 2026-03-07	5/250	2026-03-07 22:20 by 18137688336
[考研] 一志愿中國石油大學(xué)（華東）本科齊魯工業(yè)大學(xué) 求調(diào)劑 +3	snw石 2026-03-07	3/150	2026-03-07 20:01 by houyaoxu
[考研] 282求調(diào)劑 +7	夕～日 2026-03-05	8/400	2026-03-05 21:31 by zzpnuli111
[考研] 304求調(diào)劑 +4	曼殊2266 2026-03-05	4/200	2026-03-05 17:10 by zhukairuo