Este artículo ofrece una breve descripción de los esfuerzos en curso en el laboratorio de investigación del ejército sobre el procesamiento de metales nanocristalinos de bulto con énfasis en las metodologías utilizadas para la producción de las novela polvos de metal.
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Artículo de método
Tratamiento de metales nanocristalinos de bulto en el laboratorio de investigación del ejército de Estados Unidos
En este artículo
Resumen
Resumen
Dado su potencial para mejoras de la propiedad significativa en comparación con sus contrapartes de granos grandes, mucho trabajo se ha dedicado al desarrollo continuo de metales nanocristalinos. A pesar de estos esfuerzos, la transición de estos materiales de la mesa de laboratorio para aplicaciones reales ha sido bloqueada por la incapacidad para producir piezas a gran escala que mantienen las microestructuras nanocristalinos deseada. Tras el desarrollo de un método probado para estabilizar la estructura del grano de combinar a temperaturas acerca del punto de fusión del metal dada, el laboratorio de investigación de ejército de Estados Unidos (ARL) ha avanzado a la siguiente etapa en el desarrollo de estos materiales - es decir, la producción de piezas de gran escala convenientes para prueba y evaluación en una gama de entornos de prueba pertinentes. Este informe proporciona un panorama amplio de los esfuerzos en el procesamiento, caracterización y consolidación de estos materiales en el ARL. En particular, se centra en la metodología utilizada para la producción de los polvos de metal Nanocristalino, en cantidades pequeñas y a gran escala, que están en el centro de los esfuerzos de investigación en curso.
Introducción
Metales nanocristalinos preparados por aleación mecánica de alta energía se han demostrado para exhibir fuerza mecánica superior en comparación con sus contrapartes de grano grueso. Sin embargo, como dictada por principios termodinámicos, nanocristalina microestructuras están sujetos a grano aspereza a temperaturas elevadas. Como tal, procesamiento y aplicaciones de estos materiales está actualmente limitada por la capacidad para crear microestructuras estabilizadas en forma masiva. Dado el potencial de estos materiales, se persiguen dos métodos primarios en un esfuerzo por desarrollar estos sistemas. La primera, basada en un enfoque cinético, utiliza varios mecanismo....
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Protocolo
1. pequeña escala síntesis de polvos nanocristalinos en condiciones ambientales
- En una caja de guante de atmósfera controlada de argón, coloque 10 g del elemento primario (por ej., Fe en FeNiZr de aleación) y 100 g de acero inoxidable/del acero de herramienta fresadora bolas en el recipiente de molienda deseada.
Nota: La carga de polvo en frasco dentro de una caja de guante de fresado es necesario para asegurar la mínima absorción de oxígeno o humedad contenido 18,19. - Después de cargar, sellar el tarro y saque de la caja de guante. Después del retiro, asegurar ese frasco se sell....
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Resultados
Se producen aproximadamente 10 g de polvo por cada serie en el molino de la coctelera de alta energía. Después de la exitosa síntesis de nanocrystalline nuevos metales y aleaciones en molino de la coctelera de alta energía, escala-para arriba se lleva a cabo en un molino de bolas rotatorio horizontal de alta energía.
Por lo general, se generan polvos nanoestructurados usando procesos, en donde el tamaño de grano de una pequeña c.......
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Discusión
En comparación con otras técnicas de síntesis, aleación mecánica es un método muy versátil para la producción de metal y aleados polvos con tamaños de grano << 100 nm. De hecho, aleación mecánica es una de las pocas maneras en que grandes volúmenes de nanoestructurados materiales se pueden producir de manera rentable y fácilmente escalable. Además, molienda de bolas de alta energía se ha demostrado para incrementar enormemente el límite de solubilidad sólida en muchos sistemas metálicos en que temperatura solubilidad de.......
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Polvo de cobre | Alfa Aesar | 42623 | Esférico, -100+325 malla, 99,9% |
| Polvo de tantalio | Alfa Aesar | 10345 | 99,97%, -325 malla |
| Polvo de hierro | Alfa Aesar | 00170 | Esférico, < 10 micras, 99.9 + % |
| Polvo de níquel | Malla Alfa Aesar | 43214-325 | , 99.8% |
| Polvo de circonio | American Elements | ZR-M-03-P | 99.90% |
| Molinos SPEX (molinos agitadores de alta energía) | SPEX SamplePrep | 8000M | |
| Molinos Zoz (molino rotativo rotativo horizontal de alta energía) | Zoz GmbH | CM01 (molino pequeño) CM08 (molino grande) | |
| Haz de iones focalizado | FEI | Microscopio electrónico de barrido FIB/SEM de doble haz Nova600i Nanolab | |
| Nova600i Nanolab sistema de pulido iónico de precisión FIB / SEM | |||
| Gatan | Modelo 695 | ||
| JEOL | 2100F | TEM de emisión de campo multipropósito | |
| Tomografía de sonda atómica | CAMECA | LEAP 5000XR | |
| Cizalla de extrusión angular de canal | igualForma | ||
Referencias
- Perez, R. J., Jiang, H. G., Lavernia, E. J., Dogan, C. P. Grain Growth of Nanocrystalline Cryomilled Fe-Al Powders. Metall Mater Trans A. 29 (10), 2469-2475 (1998).
- Shaw, L., Luo, H., Villegas, J., Miracle, D. Thermal Stability of Nanostructured Al93Fe3Cr2Ti2 Alloys Prepared by Mechanical Alloying. Acta Mater. 51 (9), 2647-2663 (2003).
- Boylan, K., Ostrander, D., Erb, U., Palumbo, G., Aust, K. T.
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Reimpresiones y permisos
