O2-HIPing Nano-Ni复合材料的高温氧化处理

Makoto Nanko Daisuke Maruoka

在2011年国际会议上提出热等静压科比,日本,2011年4月12 - 14日
提交:2011年4月12日,接受:2011年5月24日

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关键字
介绍
实验的程序
结果与讨论
结论
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文摘

先进nano-Ni / Al₂O₃复合材料有很大的性能,如优良的机械强度和显示crack-healing函数通过高温氧化处理。裂缝填满了氧化产品,NiAl₂O₄,在高温氧化。因此,复合材料的机械强度可以恢复到水平没有任何缝隙。在这个报告中,高温氧化处理纳米- Ni / Al₂O₃复合材料的啊₂提高crack-healing讨论时尚。O₂臀部治疗有望增强开发NiAl倪的向外扩散₂O₄。

关键字

倪,艾尔。₂O₃、纳米复合材料、Crack-Healing、氧化、热等静压(hip)

介绍

镍/铝₂O₃纳米复合材料,即。,艾尔。₂O₃复合材料与nano-Ni分散粒子(称为nano-Ni /欧洲杯猜球平台₂O₃)是研究纳米复合材料,并有良好的机械性能,如高抗弯强度和高断裂韧性[1 - 3]。Sekino et al .[1 - 3]报道,nano-Ni /₂O₃有现场stress-monitoring磁性变化的函数。

作为一种新的nano-Ni / Al的函数₂O₃通过热氧化,自我crack-healing被发现(4、5)。crack-healing,裂缝填满了氧化产品,NiAl₂O₄,导致复苏的抗弯强度下降了表面裂缝。在基地的情况下₂O₃矩阵,向外扩散的阳离子的晶界₂O₃热氧化过程中发生。一个典型的氧化条件crack-healing nano-Ni /₂O₃在空气中是1200ºC 6 h。crack-healing投机机制的考虑,热氧化高氧化压力下可能会降低氧化温度和氧化时间。

热等静压下含氧气体混合物(O₂臀部)可以实现高度氧化气氛氧分压高。O₂-HIPing已被用于热处理在高氧分压(6 - 8)。高氧气氛可能会加速向外扩散的潜力在氧化镍/铝阳离子₂O₃。O₂-HIPing有望实现快速crack-disappearance nano - Ni / Al₂O₃。摘要crack-disappearance nano-Ni /₂O₃通过阿₂-HIPing报道。

实验的程序

水泥浆与商业α-Al₂O₃粉(平均颗粒大小:0.4μm)和镍(没有₃2•6 h₂O 5卷%倪nano-Ni /₂O₃准备利用超声波振动10分钟。粉混合物是由浆丢在一个玻璃容器加热在300˚C。粉混合物在600˚C减少12 h流Ar-1 % h₂气体混合物。获得粉混合物被合并在一个石墨模脉冲电流加压烧结技术在1400˚C 40 MPa 5分钟在真空中。烧结标本的密度达到至少99%的理论价值。样品表面被# 2000金刚石磨料论文然后地面抛光2μm-diamond浆。

裂缝是引入烧结体用维氏硬度计和49牛10年代。样品与裂缝被O退火₂-HIPing(日本神户制钢所有限公司,O2髋关节)博士在1200˚C 1 h 100 MPa Ar-20 % O₂气体混合物。氧气分压的O₂-HIPing是20 MPa。样本期间温度啊₂-HIPing监控使用额外的K型热电偶组附近的样本。温差低于±2ºC和温度波动小于±5ºC。作为比较,在空气和热氧化处理流Ar-1 % H₂气体混合物也进行as-cracked样本。

热氧化后样品表面扫描电镜观察到治疗。un-closed裂纹长度测量使用扫描电子显微镜(SEM)热处理后表面的图像。相辨别氧化样品进行了x射线衍射(XRD)。

结果与讨论

图1显示了断裂表面的图像as-sintered nano-Ni /₂O₃通过使用扫描电镜。如图1所示(一个),没有明显的空洞烧结样品。在高放大视图所示图1 (b),细白色粒子直径与亚微米镍粒子分散在艾尔欧洲杯猜球平台₂O₃晶界组织。镍粒子的平均尺寸是大约300海里。晶粒尺寸的₂O₃矩阵µm大约是1。

图2显示了表面的扫描电镜图像(a) as-cracked nano-Ni /₂O₃,(b) O₂air-annealed -HIPed, (c)和(d)真空退。热氧化样品已经不足了。没有裂缝,消失在真空退样本观察。O₂-HIPed nano-Ni / Al₂O₃cracks-disappearance高于air-annealed,与as-cracked可比。这些结果意味着导致crack-disappearance热氧化过程。表1显示了比crack-disappearance纳米- Ni / Al₂O₃热氧化。O₂臀部治疗crack-disappearance nano-Ni / Al的比例最高₂O₃。O的影响₂臀部向外扩散crack-disappearance是由增强的阳离子,如镍和铝在高氧分压。

图3显示了nano-Ni /铝表面x射线衍射模式₂O₃。热氧化样品,O₂-HIPed air-annealed一个,包含NiAl₂O₄,这是氧化物纳米- Ni / Al的产物₂O₃(4、5和9)。表面氧化nano-Ni /₂O₃会覆盖着NiAl₂O₄。Crack-disappearance nano-Ni /₂O₃通过阿₂-HIPing也是由NiAl的形成₂O₄。

图1所示。断裂表面as-sintered nano-Ni /₂O₃:(a)低放大率和(b)高放大。

图2。表面的SEM图像(a) as-cracked nano-Ni /₂O₃,(b) O₂-HIPed在1200°C下1 h 100 MPa的压力和20 MPa在氧分压,(C) air-annealed在1200°C 1 h在空气和(d) h₂退火在1200°C 6 h。

表1。Crack-disappearance nano-Ni / Al的比例₂O₃通过各种热氧化

热处理	Crack-Disappearance比率
O2臀部,1200ºC 1 h	74年
空气,1200ºC 1 h	61年
基于“增大化现实”技术——1%——h2,1200ºC 6 h	0

图3。XRD nano-Ni /模式₂O₃。答:氧化铝、镍和s: NiAl₂O₄

结论

快crack-disappearance Ni /₂O₃纳米复合材料通过阿₂观察-HIPing在1200ºC 100 MPa压力和20 MPa氧气分压。O₂-HIPing效应最有可能是由于高氧分压。O₂-HIPing预计的更快crack-healing Ni /治疗₂O₃纳米复合材料。

确认

这项研究已经被科学研究补助金支持部分(C18560691)和(B22360284)从日本社会由工会工具促进科学和基础。欧洲杯线上买球

引用

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详细联系方式

Makoto Nanko Daisuke Maruoka
长冈Technology1603-1大学Kamitomioka,长冈,940 - 2188年,日本新泻

这篇文章也发表在印刷形式“材料和材料加工技术的进步”,13 [1](2011)30-33。欧洲杯足球竞彩