超高压固结非晶纳米晶Al-Ni-Y块体合金的制备与分析

"含非晶和纳米晶Al (2004年) - 中南大学学报(自然科学版)，作者: 郭晟, 黄伯云, 刘咏, 刘祖铭, 刘峰晓, 黄劲松" 这篇论文详细介绍了采用紧耦合惰性气体雾化技术和超高压固结成形技术来制备含非晶和纳米晶Al-Ni-Y块体合金的过程及其特性。研究者通过这些技术制备了Al82Ni10Y8粉末，并对其进行了深入的分析与研究。 首先，紧耦合惰性气体雾化技术是一种制备粉末的有效方法，它利用惰性气体（如氩气或氦气）将高温熔融金属喷射成细小的液滴，这些液滴迅速冷却形成非晶态或纳米晶态的粉末。这种技术的关键在于控制气体压力和喷嘴设计，以确保粉末粒度均匀且无氧化。 其次，超高压固结成形技术是一种将粉末转化为致密块体材料的技术，它通常在高压下进行，可以有效地降低颗粒间的空隙，提高材料的整体密度。在这个过程中，非晶态和纳米晶态粉末在压力作用下被紧密堆积，从而形成具有高致密度的块体材料。 论文中，研究人员利用了多种分析手段来表征合金的性质。差示扫描量热分析(DSC)用于研究合金的热稳定性，了解其在加热过程中的相变行为；X射线衍射(XRD)则用于确定合金的物相组成，确认是否存在非晶相和纳米晶相；扫描电镜(SEM)提供了合金表面和微观结构的宏观图像，而透射电镜(TEM)则提供了更高分辨率的微观观察，可以清晰地看到纳米晶粒的尺寸和分布。 研究结果显示，最终得到的块体材料成功保留了原始粉末的非晶和纳米晶结构。这种结构对于材料性能有显著影响，非晶相的特性包括高硬度、高强度以及良好的耐腐蚀性，而纳米晶相则增加了材料的塑性和韧性。在低温下，非晶相的粘滞流动有助于粉末颗粒之间的结合，同时，三向应力的作用导致氧化膜破裂，进一步促进了颗粒间的紧密接触，这是材料在较低温度下能获得高致密度的重要原因。 此外，该研究还探讨了非晶相在致密化过程中的行为，这对于理解和优化非晶和纳米晶合金的制备工艺具有重要意义。这项工作为非晶和纳米晶材料的制备提供了一种新的方法，并且对于材料科学特别是粉末冶金领域具有深远的影响，为进一步开发高性能的非晶和纳米晶复合材料奠定了基础。