章曼
- 作品数：8 被引量：7H指数：2
- 供职机构：中南大学材料科学与工程学院粉末冶金国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺冶金工程核科学技术更多>>
- W-ZrC材料的强韧化机理和界面结合的研究（英文）
- 2019年
- W-ZrC材料是核聚变面向等离子体部件用很具发展潜力的材料之一。采用"溶胶-非均相沉淀-喷雾干燥-热还原-常压氢气烧结"方法制备了W-ZrC材料,研究了ZrC添加对材料的强韧化作用机理以及W与ZrC的界面结合情况。结果表明:ZrC粒子能够提高钨的强度和韧性,其中W-0.5%ZrC (质量分数)在1920℃烧结时其相对密度和抗拉强度分别达到了99.2%和460 MPa。瞬态高热负荷冲击显示:W-ZrC材料在承受200 MW/m2(5 ms)的高热流冲击时材料表面没有裂纹,ZrC粒子能够消耗裂纹扩展中的能量并且阻碍裂纹扩展。通过W和ZrC的界面结合研究发现,ZrC在烧结过程中存在长大和球化的过程,并且在1600℃烧结1 h时转变为近球形粒子。ZrC和W界面结合区域中的W、Zr、C含量呈现光滑过渡,并且显微硬度显示W、ZrC和界面结合区域的硬度分别为12、22和18 GPa。EDS线扫描和纳米压痕结果表明:在W和ZrC粒子界面处形成了(W,Zr)C固溶相。
- 李鹏飞范景莲韩勇章曼田家敏
- 关键词：钨ZRC粒子强韧化机理
- 烧结温度对W-40vol%ZrC性能与组织的影响
- 2019年
- 采用放电等离子烧结(spark plasma sintering, SPS)和常压氢气烧结制备了W-40vol%ZrC的复合材料,研究了烧结温度对其密度、力学性能和微观组织的影响。结果表明,采用SPS烧结能在低于常压氢气烧结200℃下,实现W-40vol%ZrC的高相对密度、高强度和细晶组织。采用SPS烧结在1600℃时的相对密度、硬度和抗弯强度分别达到98.56%、HRA 78.1和501 MPa,W和ZrC的平均晶粒度分别为3和1.5μm;而采用常压氢气烧结在1860℃烧结时达到最优值,其相对密度、硬度和抗弯强度达到98.95%、HRA 77.3和726 MPa,W和ZrC的平均晶粒度分别为10和4.5μm。微观组织分析显示SPS烧结较常压氢气烧结制备W-40vol%ZrC的ZrC相分布更加均匀细小,其能减少材料变形中由于ZrC团聚造成应力集中而引发的脆性断裂。
- 李鹏飞范景莲章曼冯康杰韩勇田家敏
- 关键词：SPS晶粒度相对密度抗弯强度
- 添加微量ZrC对钨材料组织演变和性能的影响（英文）被引量：3
- 2018年
- 为了批量化制备面向等离子体用高性能钨材料,在钨中添加少量ZrC第二相粒子提高钨的性能,系统的研究了W-ZrC材料在1150~2000℃常压氢气气氛烧结下的致密化行为、晶粒和第二相颗粒的长大行为,并在优化工艺下研究了ZrC含量对材料性能和组织的影响。结果表明,W-ZrC复合粉末在1300℃开始形成非常细小钨晶粒,晶粒在1600℃之前增长速率很大,在1600℃之后速率变缓。在优化的烧结工艺下,W-ZrC材料的相对密度和抗拉伸强度最高分别可达到99.6%和460 MPa。ZrC以为0.1~2μm粒子均匀分散在W基体的晶界和晶粒内部。ZrC可以有效地阻碍W晶界的迁移,有效的将钨的晶粒由100μm细化至30μm左右。ZrC改变了钨材料的断裂模式,并提高其强度和韧性。
- 李鹏飞范景莲韩勇章曼成会朝田家敏
- 关键词：碳化锆致密化微观结构演化晶粒细化
- 纳米W-TiC复合粉末的制备及其合金性能研究
- 本文采用溶胶-喷雾干燥-非均相沉淀-多步氢还原法制备W-1TiC纳米复合粉末,研究了粉末的烧结致密化行为、合金的微结构和力学性能.结果表明,利用该方法制备的复合粉末呈球形,比表面积为5.61m2·g-1,具有很好的烧结活...
- 章曼范景莲李鹏飞韩勇
- 关键词：纳米复合粉末碳化钛
- 湿法制备W-1%TiC纳米复合粉末的烧结致密化及其合金组织与力学性能
- 2017年
- 用偏钨酸铵和纳米TiC粉末为原料,采用溶胶–喷雾干燥–氢还原法制备W-1%TiC复合粉末,并将粉末进行模压成形和氢气气氛高温烧结,得到微量TiC弥散强化细晶钨合金,研究W-1%TiC复合粉末的烧结致密化行为,以及不同烧结温度下所得合金的组织与室温力学性能。结果表明,采用溶胶–喷雾干燥–氢还原法制备的W-1%TiC复合粉末,其BET粒径约为50 nm,氧含量为0.24%,TiC颗粒均匀分散在W颗粒中。制备的纳米W-1%TiC复合粉末具有较高的烧结活性,粉末在1 920℃烧结后,相对密度达到99.5%,钨晶粒尺寸约为4μm,TiC颗粒尺寸非常细小(0.2~0.5μm),合金抗拉强度达到426 MPa,比纯钨高约1倍。
- 章曼范景莲李鹏飞韩勇
- 关键词：力学性能
- 烧结温度对ZrC-Y2O3复合增强细晶钨组织与性能的影响
- 采用湿化学法制备了W-3wt％ZrC-0.3wt％Y2O3材料,研究了该材料在1800℃～1920℃的烧结致密化行为,通过与W-3ZrC材料及纯钨材料烧结态力学性能和显微组织的对比研究,分析了复合添加ZrC和Y203对钨...
- 李鹏飞范景莲章曼陈卓华田家敏段涛
- 关键词：烧结温度晶粒细化
- 文献传递
- ZrC增强细晶钨的高温性能和高热负荷冲击损伤行为
- 2019年
- 采用常压氢气烧结法制备了W-ZrC材料,分析了添加ZrC对材料室温和高温力学性能与组织的影响,并对高热负荷冲击下的损伤行为进行了研究。结果表明,添加ZrC有利于钨材料的致密化和晶粒细化,提高了烧结态钨材料的强韧性:其中W-3%ZrC(质量分数,下同)的相对密度和室温抗拉强度分别达到99.7%和472 MPa,400℃至1000℃的抗拉强度仍保持在420MPa左右,应变由室温的3.4%增加至1000℃时的11%。高热负荷冲击试验表明,高强度能提高材料抗高热负荷冲击能力,W-3%ZrC在200 MW/m^2 (5 ms)以下的高热负荷冲击表面基本无裂纹,在300～400 MW/m^2时出现的主裂纹网格间距明显较W-0.7%ZrC小。随高热负荷冲击能量增加,裂纹大致沿纵向向基体内部逐渐扩展。裂纹扩展遇到第二相粒子时,部分穿过第二相粒子,部分终止于第二相粒子。裂纹穿过第二相粒子时,裂纹与第二相粒子发生了交互作用,裂纹扩展方向发生改变。
- 李鹏飞范景莲章曼韩勇孙志雨吕永齐田家敏
- 关键词：第二相粒子高温强度
- 烧结温度对ZrC-Y_2O_3复合增强细晶钨组织与性能的影响被引量：5
- 2016年
- 采用湿化学法制备W-3%ZrC-0.3%Y_2O_3（质量分数）材料,研究该材料在1800~1920℃的烧结致密化行为,通过与W-3ZrC材料及纯钨材料烧结态力学性能和显微组织的对比研究,分析复合添加ZrC和Y_2O_3对钨材料强韧化的作用和意义。结果表明：W-ZrC-Y_2O_3材料的致密度和抗拉强度均呈现出随烧结温度升高先增加后降低的趋势,其相对密度和抗拉强度均在1860℃达到最大值,分别为97.8%、446 MPa;添加第二相粒子能有效细化钨材料的晶粒,Y_2O_3/ZrC复合添加较单一ZrC能更有效细化钨晶粒,晶粒由W-3ZrC的10μm降低至5~8μm。复合强化相粒子改变了断裂过程中裂纹扩展的形状和长度,起到强化和韧化作用。
- 李鹏飞范景莲章曼陈卓华田家敏段涛
- 关键词：第二相粒子晶粒细化致密度
