7]實(shí)施例3:
一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，包括以下步驟:(I)將平均晶粒尺寸為180nm的納米純鎂粉末和平均晶粒尺寸為50nm的納米純鈦粉末以12:1的體積比進(jìn)行配比；
(2)將上述混合材料密封在直徑為20cm的球磨罐內(nèi)，其中罐內(nèi)存在直徑為1cm和20cm兩種不同的不銹鋼磨球，混合材料與不銹鋼磨球的質(zhì)量比為1:60; (3)上述裝有混合材料的球磨罐抽真空3次，充入純度為99%以上的氦氣保護(hù)；(4)將球磨罐放入行星式高能球磨機(jī)上，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為220轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為55h，每球磨30分鐘，球磨機(jī)停止工作5分鐘，防止球磨罐內(nèi)溫度過(guò)高。
[0028]經(jīng)過(guò)上述加工制備過(guò)程中，利用高能球磨機(jī)提供的能量可以有效地克服Mg-Ti固溶體激活能，使得Ti原子進(jìn)入到鎂的晶格中去，形成彌散的Mg-Ti固溶體。
[0029]實(shí)施例4:
一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，包括以下步驟:(I)將平均晶粒尺寸為150nm的納米純鎂粉末和平均晶粒尺寸為40nm的納米純鈦粉末以10:1的體積比進(jìn)行配比；
(2)將上述混合材料密封在直徑為20cm的球磨罐內(nèi)，其中罐內(nèi)存在直徑為1cm和20cm兩種不同的不銹鋼磨球，混合材料與不銹鋼磨球的質(zhì)量比為1:80; (3)上述裝有混合材料的球磨罐抽真空2次，充入純度為99%以上的氦氣保護(hù)；(4)將球磨罐放入行星式高能球磨機(jī)上，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為60h，每球磨30分鐘，球磨機(jī)停止工作5分鐘，防止球磨罐內(nèi)溫度過(guò)高。經(jīng)過(guò)上述加工制備過(guò)程中，利用高能球磨機(jī)提供的能量可以有效地克服Mg-Ti固溶體激活能，使得Ti原子進(jìn)入到鎂的晶格中去，形成彌散的Mg-Ti固溶體。
[0030]實(shí)施例5:
一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，包括以下步驟:(1)將將平均晶粒尺寸為200nm的納米純鎂粉末和平均晶粒尺寸為60nm的納米純鈦粉末以15:1的體積比(高)進(jìn)行配比；(2)將上述混合材料密封在直徑為20cm的球磨罐內(nèi)，其中罐內(nèi)存在直徑為1cm和20cm兩種不同的不銹鋼磨球，混合材料與不銹鋼磨球的質(zhì)量比為1:50; (3)上述裝有混合材料的球磨罐抽真空2次，充入純度為99%以上的氦氣保護(hù)；(4)將球磨罐放入行星式高能球磨機(jī)上，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為50h，每球磨30分鐘，球磨機(jī)停止工作5分鐘，防止球磨罐內(nèi)溫度過(guò)高。經(jīng)過(guò)上述加工制備過(guò)程中，利用高能球磨機(jī)提供的能量可以有效地克服Mg-Ti固溶體激活能，使得Ti原子進(jìn)入到鎂的晶格中去，形成彌散的Mg-Ti固溶體。
[0031]說(shuō)明書(shū)附圖1為本發(fā)明的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法實(shí)施例1的制備過(guò)程中的Mg-Ti固溶體的XRD圖譜，由圖可見(jiàn)，隨著球磨時(shí)間的增加，圖中Mg與Ti的衍射峰強(qiáng)度越來(lái)越小，當(dāng)球磨時(shí)間增加到40h時(shí)，材料中Mg與Ti的衍射峰強(qiáng)度顯著下降，說(shuō)明Ti原子結(jié)合到鎂的晶格中去，此階段隨著球磨時(shí)間的增加，材料中的Mg-Ti固溶體含量迅速增加，Mg(Ti)含量相應(yīng)銳減，直至球磨40h時(shí)，Mg(Ti)衍射峰消失，形成了Mg-Ti固溶體。此后，繼續(xù)增加球磨時(shí)間，材料的物相組成基本不再變化。
[0032]說(shuō)明書(shū)附圖2為本發(fā)明的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法實(shí)施例1的Mg-Ti固溶體的晶格變化規(guī)律圖，Mg-Ti固溶體晶體的晶胞三個(gè)邊長(zhǎng)a、b、c (晶格常數(shù))并不相等；當(dāng)a=b在c時(shí)，由圖可見(jiàn)，底面晶格常數(shù)a和垂直的晶格常數(shù)c隨著球磨時(shí)間的增加，數(shù)值逐漸變小，球磨時(shí)間至50-60小時(shí)，晶格常數(shù)變化趨于穩(wěn)定，說(shuō)明隨球磨時(shí)間的增加，Mg-Ti固溶體的晶格越來(lái)越小，當(dāng)球磨時(shí)間至50-60小時(shí)，晶格的變化趨于穩(wěn)定。
[0033]說(shuō)明書(shū)附圖3為本發(fā)明的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法實(shí)施例1的Mg-Ti固溶體的電鏡圖，由圖可見(jiàn)，球磨后的Mg-Ti固溶體的晶粒大小相似，且分布均勻，大部分晶粒的尺寸在20-30nm左右，證明，本發(fā)明采用球磨工藝制備的Mg-Ti固溶體是納米材料。
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，包括以下步驟: 51、將納米純鎂粉末和納米純鈦粉末按體積比進(jìn)行配比制得混合材料； 52、將上述混合材料和不銹鋼磨球按質(zhì)量比配比，密封進(jìn)球磨罐內(nèi)； 53、將上述裝有混合材料的球磨罐抽真空，充入惰性氣體； 54、將步驟S3中的球磨罐放入高能球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，得到彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于，所述步驟SI中的納米純鎂粉末的平均晶粒尺寸為150-200nm，納米純鈦粉末的平均晶粒尺寸為 40_60nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于，所述步驟SI中納米純鎂粉末和納米純鈦粉末的體積比為10:1-15:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于，所述步驟S2中的混合材料和不銹鋼磨球的質(zhì)量比為1:50-1:80。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于，所述步驟S2中球磨罐的直徑為20cm，所述球墨罐內(nèi)的不銹鋼磨球的數(shù)量為2個(gè)，所述2個(gè)不銹鋼磨球的直徑分別為1 cm和5 cm ο6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于，所述步驟S3中的惰性氣體為99%以上的純度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于，所述步驟S3中的惰性氣體為氦氣。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于所述步驟S4中的球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200-250轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為50-60h，每球磨30分鐘，球磨機(jī)停止工作5分鐘。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，其特征在于，所述納米純鎂粉末的平均晶粒尺寸為150nm，所述納米純鈦粉末的平均晶粒尺寸為40nm，所述納米純鎂粉末和納米純鈦粉末的體積比為10:1，所述混合材料和不銹鋼磨球的質(zhì)量比為1:50,所述球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為200h，球磨時(shí)間為50h。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了的一種制備彌散增強(qiáng)相輕質(zhì)Mg-Ti固溶體的方法，屬于鎂合金基體增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有相似晶體結(jié)構(gòu)彌散相增強(qiáng)基體材料結(jié)構(gòu)和性能的方法；該制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，成品Mg-Ti固溶體具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，有效地解決了常規(guī)鑄造方法難以生產(chǎn)Mg-Ti固溶體的困境，Mg與Ti元素本身密度比較小，Ti元素僅為4.54g/cm3，形成的Mg-Ti固溶體充分發(fā)揮鎂合金材料質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)；Ti與Mg都具有的密排六方晶體結(jié)構(gòu)，使得Ti與Mg有良好的結(jié)合界面，Ti元素以彌散的方式進(jìn)入到鎂的晶格中去，有效地提高了固溶體的各項(xiàng)性能。
【IPC分類(lèi)】B22F9/04, C22C23/00, C22C1/04, B22F1/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105603230
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610162567
【發(fā)明人】王辛, 王章忠, 孔凡新, 吳夢(mèng)陵, 王鑫, 楊啟銳, 李柏男
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日