目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 機械合金化的發(fā)展概況 1
1.2 機械合金化的基本方法 3
1.3 機械合金化技術的應用 7
1.4 機械合金化技術的發(fā)展方向 9
參考文獻 12
第2章 機械合金化原理與機制 15
2.1 機械合金化過程中粉末組織和形態(tài)演變規(guī)律 15
2.1.1 機械合金化的壓延細化模型 15
2.1.2 三種基本混合體系在球磨過程中的細化機制 17
2.2 機械合金化過程中合金組織結構演變和相變機制 19
2.2.1 機械合金化過程中金屬和合金的晶粒細化機制 19
2.2.2 機械合金化過程中的原子擴散 23
2.2.3 機械合金化過程中非平衡態(tài)相變 24
2.2.4 機械力化學合成 38
2.3 機械合金化過程中的能量輸入與控制 40
2.3.1 球磨方法 41
2.3.2 磨球在球磨機中的運動狀態(tài) 42
2.3.3 球磨輸入能量的實驗研究與分析計算 47
2.3.4 球磨條件和參量對機械合金化的影響 50
參考文獻 55
第3章 外場輔助球磨和等離子球磨 60
3.1 幾種外場輔助球磨方法簡介 60
3.1.1 超聲波輔助球磨 60
3.1.2 磁場輔助球磨 60
3.1.3 放電輔助球磨 61
3.1.4 溫度場輔助球磨 63
3.2 等離子球磨原理與技術 63
3.2.1 介質阻擋放電等離子體技術 64
3.2.2 等離子球磨原理與等離子球磨機設計 66
3.3 等離子球磨的主要效應 74
3.3.1 等離子體的作用 74
3.3.2 等離子體與機械球磨的主要協(xié)同效應 75
3.4 等離子球磨細化粉末及機理 77
3.4.1 介電材料 77
3.4.2 等離子球磨細化金屬粉末 86
3.5 等離子球磨誘導化學反應 93
3.5.1 氧化物原位還原反應 93
3.5.2 等離子球磨誘發(fā)固-氣反應 94
3.5.3 等離子球磨制備碳化物和碳氮化物 98
參考文獻 106
第4章 互不溶體系的機械合金化 110
4.1 互不溶體系及其固溶度擴展的理論 110
4.1.1 互不溶體系的基本特征 110
4.1.2 固溶度擴展的熱力學分析 111
4.1.3 固溶度擴展的分子動力學模擬計算 113
4.1.4 實現(xiàn)互不溶體系固溶度擴展的主要方法 115
4.2 機械合金化互不溶體系形成過飽和固溶體 116
4.2.1 Cu基互不溶二元系 116
4.2.2 Al基互不溶二元系 119
4.2.3 其他互不溶二元系 122
4.3 互不溶體系中納米晶過飽和固溶體的固溶軟化與硬化 122
4.4 互不溶體系中的納米相復合結構及其穩(wěn)定性 124
4.4.1 互不溶體系中形成納米相復合結構 124
4.4.2 單相納米晶材料的晶粒長大 125
4.4.3 第二相長大的Ostwald熟化理論 127
4.4.4 互不溶體系中納米尺度第二相的熟化 130
4.5 互不溶體系的納米相復合合金的力學性能 142
4.5.1 混合律及其在納米相復合合金中的適用性 142
4.5.2 彈性模量 143
4.5.3 硬度 144
4.6 互不溶體系合金的摩擦學性能 147
4.6.1 滑動軸承與軸承合金概述 147
4.6.2 機械合金化制備Al-Pb基軸承合金 148
4.6.3 機械合金化制備Al-Sn基軸承合金 154
4.6.4 雙尺度結構Al-Sn基軸瓦合金 160
參考文獻 168
第5章 機械合金化制備硬質合金 174
5.1 硬質合金概況 174
5.2 納米硬質合金 177
5.2.1 WC-Co納米硬質合金粉末制備 178
5.2.2 WC-Co納米硬質合金的成型 178
5.2.3 WC-Co納米硬質合金的燒結 179
5.2.4 WC-Co納米硬質合金的顯微組織與力學性能 180
5.3 機械合金化制備WC-Co納米硬質合金 182
5.3.1 機械合金化制備納米硬質合金粉末 182
5.3.2 機械合金化制備納米硬質合金粉末的微觀結構 183
5.3.3 高能球磨過程中WC-10Co粉末的粒徑和WC晶粒尺寸的變化 189
5.3.4 機械合金化制備的WC-Co粉末的納米復合結構特征及其形成機制 191
5.3.5 機械合金化制備的WC-Co納米復合硬質合金粉末的燒結與性能 193
5.4 等離子球磨及碳化燒結同步法制備高性能硬質合金 203
5.4.1 等離子球磨制備的W-C-Co納米復合粉末的組織結構 203
5.4.2 碳化燒結同步法制備硬質合金 206
5.4.3 等離子球磨同步法制備WC-Co硬質合金中添加晶粒長大抑制劑 209
5.5 等離子球磨制備雙形態(tài)、雙尺度WC-Co硬質合金 212
5.5.1 等離子球磨制備的WC-Co硬質合金的形態(tài)與尺寸控制 212
5.5.2 WC晶粒形態(tài)對硬質合金力學性能的影響 217
5.5.3 碳化燒結同步法制備雙形態(tài)WC晶粒硬質合金及其組織與力學性能 219
5.5.4 碳化燒結同步法制備雙尺度板狀WC晶粒硬質合金及其組織與力學性能 228
5.6 硬質合金顯微組織結構與力學性能的定量關系 240
5.6.1 顯微組織結構與硬度的關系 240
5.6.2 顯微組織結構與斷裂韌性的關系 243
參考文獻 247
第6章 機械合金化制備儲氫材料及其結構與性能調控 252
6.1 儲氫材料發(fā)展概況 252
6.1.1 對儲氫材料的基本要求 253
6.1.2 儲氫合金 254
6.1.3 配位氫化物儲氫材料 256
6.1.4 化學氫化物 257
6.2 儲氫反應熱力學和動力學 258
6.2.1 儲氫反應熱力學 258
6.2.2 儲氫材料吸放氫反應的動力學 259
6.3 儲氫合金中界面和應力場的作用 261
6.3.1 界面的作用 261
6.3.2 應力場的作用 262
6.4 機械合金化法制備儲氫材料 264
6.4.1 Mg基儲氫合金的機械合金化制備 264
6.4.2 氫化燃燒合成法制備儲氫合金 265
6.4.3 亞穩(wěn)態(tài)結構儲氫合金制備 266
6.5 機械合金化法調控儲氫材料的組織結構與性能 275
6.5.1 摻雜催化劑提升材料的儲氫性能 275
6.5.2 構建納米復合體系提升材料的儲氫性能 301
6.5.3 表面改性提升材料的儲氫性能 309
6.5.4 機械合金化制備Mg基合金Ni-MH電池負極材料 312
參考文獻 329
第7章 機械球磨在鋰（鈉）離子電池負極材料制備中的應用 336
7.1 鋰離子電池概況與基本原理 336
7.1.1 鋰離子電池的發(fā)展概況 336
7.1.2 鋰離子電池的組成與工作原理 337
7.1.3 鋰離子電池負極材料的主要問題及解決辦法 339
7.2 球磨法制備鋰離子電池金屬基負極材料 342
7.3 硅基負極材料的結構設計與球磨制備 343
7.3.1 硅基負極材料的基本特點與主要問題 343
7.3.2 結構設計優(yōu)化對硅碳復合負極材料電化學性能的改善 345
7.3.3 等離子球磨法制備硅碳納米結構復合負極材料 346
7.3.4 硅/碳化物/石墨復合負極材料的球磨制備與電化學性能 351
7.3.5 非晶硅/硬質相/石墨復合結構的等離子球磨制備與電化學性能 359
7.3.6 SiOx/Sn合金/石墨復合結構的等離子球磨制備與電化學性能 362
7.4 錫基負極材料的設計、性能調控和球磨制備 365
7.4.1 Sn與SnO2負極的嵌鋰特性與存在問題 366
7.4.2 機械球磨制備Sn-M合金負極材料 368
7.4.3 等離子球磨制備Sn-C復合負極材料 370
7.4.4 等離子球磨制備Sn-O-C復合負極材料 374
7.4.5 錫基氧化物與過渡金屬復合負極材料的球磨制備 382
7.4.6 錫基硫化物與硒化物負極材料的等離子球磨制備 387
7.5 球磨法在過渡金屬氧化物負極中的應用 390
7.6 機械研磨法在電池材料工業(yè)生產(chǎn)中的應用 393
參考文獻 395
后記 398
索引 400