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机械合金化与宙驰®储氢合金

2023-09-12 379

机械合金化作为纳米管、非晶和金属玻璃及合金的一种新才料,受到了极大的关注和重视。这些是用这种低温制造方法能成功地获得的些新的工程材料。

当今21世纪的生活不能依赖于有限的材料群。而是依赖于无限的先进材料家族。

我们可以将其定义为那些比传统材料更先进,用于制造高技术产品的材料。因此,先进材料是指所有新材料及其对现有材料的发展,以获得优越的、独特的、高性能的一种或多种性能。非晶和金属玻璃、纳米材料和纳米复合材料、生物材料、半导体和智能或所谓的智能材料是在不同部门使用的先进材料的一些类型通过球磨技术制造先进的材料。

机械合金化球磨技术(MA),机械无序化,反应球磨,机械诱导的固态还原,机械诱导的固态混合,热辅助固态非晶化,放电辅助机械铣削,而机械力化学方法已被认为是生产各种先进材料的最有力途径之一。

20世纪60年代,本杰明(“机械合金化教父”)在国际公司引进了一种独特的工艺、称为机械合金化(MA)工艺。

本杰明已将MA过程定义为一种生产具有受控细结构的复合金属粉末的方法。它发生在高能球磨机中的粉末颗粒混合物的反复断烈和再焊接。MA已被认为是实现固态反应的一个强大的方法。

已经证明了球磨技术的有吸引力的应用,用于制备金属氢化物 。通过在氩气的保护下,研磨金属粉末。该方法被称为反应式球磨 (RBM)。已被用于制备具有高储氢能力的不同金属氢化物。

 宙驰®储氢合金机械合金化实验

第一次用高能研磨机对TiFe合金进行研磨。在这种情况下,开始时用氩气冲洗转鼓,然后进行 10 分钟的研磨过程。在这一过程中,氧气浓度 增加到 1500 ppm,作者认为这是因为氧化层的反复破碎将 氧气 释放到了研磨气氛中;没有惰性气体流将杂质带走这一事实导致了这一数值的增加。

第二次利用配置有惰性气体循环装置的研磨机对TiFe合金进行研磨,在磨粉过程之前进行了彻底的惰化处理。在研磨过程中必须降低铣削滚筒中的氧气和湿度水平,以避免铣削过程中产生的新表面被氧化。惰化过程是通过从一个连接口将来自气缸的氩气注入滚筒,然后让氩气从另一个连接口流出。进行了约 10 分钟。研磨桶中的气氛几乎没有氧气。

对二种在不同环境下研磨的储氢合金进行充氢实验发现,第一次研磨的储氢合金在没有活化的情况下,氢气无法充入。

第二次研磨的储氢合金在没有活化的情况下,可以充入氢气,但储氢合金的储氢量与第一次研磨的储氢合金(经多次加热和冷却循环活化后)的储氢量有所降低。