本文關(guān)鍵詞：W-Mo固溶合金的價電子結(jié)構(gòu)及其組織性能研究

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【摘要】：本文首先運用EET理論、BLD方法和平均原子模型分析了W-Mo固溶合金的價電子結(jié)構(gòu),計算了不同Mo含量的W-Mo固溶合金最強鍵的共價電子數(shù)nA、強度因子η和鍵能Ea,分析了價電子結(jié)構(gòu)參數(shù)與W-Mo合金宏觀性能的關(guān)系。在理論計算的基礎(chǔ)上采用機械合金化和SPS燒結(jié)及氣氛燒結(jié)制備了不同Mo含量的W-Mo固溶合金試樣,借助了X射線衍射儀(XRD)、金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)及能譜儀對W-Mo合金進行結(jié)構(gòu)和組織的表征,并測量了材料的致密度和硬度,研究了Mo含量和不同燒結(jié)工藝對W-Mo固溶合金組織和性能的影響。研究了不同Mo含量對W-Mo固溶合金價電子結(jié)構(gòu)的影響,分析了價電子結(jié)構(gòu)參數(shù)(nA、η)與合金材料硬度和強度的關(guān)系。研究表明：在一定范圍內(nèi),W-Mo固溶體最強鍵的共價電子數(shù)(nA)和強度因子η隨著Mo含量的增加而變大,即宏觀的硬度和強度也相應(yīng)增加,當Mo含量為45wt%左右時,W-Mo固溶體nA值和η值取得最大值,相應(yīng)合金的硬度和強度也達到最大值。在理論計算的基礎(chǔ)上,采用機械合金化方法制備不同Mo含量的W-Mo合金粉末,并研究了機械合金化的工藝參數(shù)(過程控制劑、球磨時間)對合金粉末的晶粒尺寸和形貌的影響。實驗確定了制備W-Mo合金粉末的最佳機械合金化工藝：球磨時間為36h,過程控制劑(酒精)含量5wt%,球料比為15：1,轉(zhuǎn)速為300r/min。W-Mo合金經(jīng)氣氛燒結(jié)(2000℃)和SPS燒結(jié)(1800℃)后,形成單相的W-Mo固溶體。隨著Mo含量的增加,W-Mo合金的衍射峰逐漸向高角度偏移,說明Mo的添加可以細化晶粒,減小晶面間距。在一定范圍內(nèi),隨著Mo含量的增加,W-Mo合金的致密度越來越高,晶粒尺寸也越來越小。W-Mo合金的硬度也隨著Mo含量的增加而變大,并且在Mo含量為45wt%左右時,W-Mo合金的硬度最大,與之前分析W-Mo合金價電子結(jié)構(gòu)所計算的隨Mo含量變化的nA值的變化規(guī)律基本一致。SPS燒結(jié)相比與傳統(tǒng)的氣氛燒結(jié),由于特殊的燒結(jié)機理和快速的燒結(jié)時間,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,從而使合金表現(xiàn)出更優(yōu)良的性能。W-45Mo合金經(jīng)SPS燒結(jié)后,晶粒尺寸為6-7μm,致密度高達95.8%,硬度達到579.2MPa。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.411

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本文編號：1181221