W-Mo固溶合金的价电子结构及其组织性能研究

发布时间：2017-11-13 15:15

本文关键词：W-Mo固溶合金的价电子结构及其组织性能研究

【摘要】：本文首先运用EET理论、BLD方法和平均原子模型分析了W-Mo固溶合金的价电子结构,计算了不同Mo含量的W-Mo固溶合金最强键的共价电子数nA、强度因子η和键能Ea,分析了价电子结构参数与W-Mo合金宏观性能的关系。在理论计算的基础上采用机械合金化和SPS烧结及气氛烧结制备了不同Mo含量的W-Mo固溶合金试样,借助了X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪对W-Mo合金进行结构和组织的表征,并测量了材料的致密度和硬度,研究了Mo含量和不同烧结工艺对W-Mo固溶合金组织和性能的影响。研究了不同Mo含量对W-Mo固溶合金价电子结构的影响,分析了价电子结构参数(nA、η)与合金材料硬度和强度的关系。研究表明：在一定范围内,W-Mo固溶体最强键的共价电子数(nA)和强度因子η随着Mo含量的增加而变大,即宏观的硬度和强度也相应增加,当Mo含量为45wt%左右时,W-Mo固溶体nA值和η值取得最大值,相应合金的硬度和强度也达到最大值。在理论计算的基础上,采用机械合金化方法制备不同Mo含量的W-Mo合金粉末,并研究了机械合金化的工艺参数(过程控制剂、球磨时间)对合金粉末的晶粒尺寸和形貌的影响。实验确定了制备W-Mo合金粉末的最佳机械合金化工艺：球磨时间为36h,过程控制剂(酒精)含量5wt%,球料比为15：1,转速为300r/min。W-Mo合金经气氛烧结(2000℃)和SPS烧结(1800℃)后,形成单相的W-Mo固溶体。随着Mo含量的增加,W-Mo合金的衍射峰逐渐向高角度偏移,说明Mo的添加可以细化晶粒,减小晶面间距。在一定范围内,随着Mo含量的增加,W-Mo合金的致密度越来越高,晶粒尺寸也越来越小。W-Mo合金的硬度也随着Mo含量的增加而变大,并且在Mo含量为45wt%左右时,W-Mo合金的硬度最大,与之前分析W-Mo合金价电子结构所计算的随Mo含量变化的nA值的变化规律基本一致。SPS烧结相比与传统的气氛烧结,由于特殊的烧结机理和快速的烧结时间,使相同成分的W-Mo合金具有更小的晶粒尺寸、更高的致密度及更高的硬度,从而使合金表现出更优良的性能。W-45Mo合金经SPS烧结后,晶粒尺寸为6-7μm,致密度高达95.8%,硬度达到579.2MPa。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.411

【参考文献】

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