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硬脂酸对高能球磨制备Ti-48at％Al粉体性能的影响

摘要：本文通过球磨方法制备了不同硬脂酸添加量的Ti-48at％

Al粉体，并研究了硬脂酸对粉末的物理性能和结构特征的影

响。结果表明，随着硬脂酸添加量的增加，粉末的粒径和比表

面积均呈现出先增大后减小的趋势。此外，在球磨过程中，硬

脂酸能够起到润滑剂的作用，促进了粉末的均匀分散，并增强

了粉末的塑性，从而提高了Ti-48at％Al粉末的可压性和变形

性能。

关键词：硬脂酸，球磨，Ti-48at％Al，粉末，性能

Introduction

高能球磨法是一种有效的金属粉末制备方法，它可以制备出具

有良好物理、化学性能的微米或亚微米级金属粉末。其中，硬

脂酸作为一种常用的添加剂，可以改变金属粉末的粒径、比表

面积、形貌等物理性质，从而影响金属粉末的结构和性能。本

文旨在研究硬脂酸对高能球磨制备Ti-48at％Al粉体性能的影

响。

MaterialsandMethods

本实验采用Ti-48at％Al粉体作为实验材料，硬脂酸作为添加

剂，采用高能球磨仪对Ti-48at％Al粉体进行球磨处理。在球

磨过程中，我们分别添加了不同浓度的硬脂酸，即0.5％、1％、

1.5％和2％，并考察了粉末的结构和物理性质。

ResultsandDiscussion

通过球磨处理，我们发现随着硬脂酸浓度的增加，粉末的平均

粒径和比表面积都呈现出先增加后减小的趋势，其中硬脂酸浓

度在1％时粉末的粒径和比表面积最大，分别为8.3μm和

4.68m^2/g。这是因为硬脂酸可以作为润滑剂，通过缓解粉末

颗粒之间的摩擦力，促进粉末的均匀分散，并增强了粉末的塑

性，从而使球磨时间更加充分。当硬脂酸添加量继续增加时，

硬脂酸不仅会降低磨粒之间的撞击强度，还会降低粉末的可压

性和变形性能。

此外，XRD分析表明，无论硬脂酸的添加量如何变化，Ti-48

at％Al粉末主要以B2相为主，同时还存在少量的TiAl相和

Al。而TEM图像显示，在球磨处理1％硬脂酸处理的Ti-48at％

Al粉末中存在少量的亚微米级颗粒，其平均粒径约为200nm，

这可能是由于硬脂酸的润滑作用，促进了颗粒细化效应的发生。

Conclusion

本文通过高能球磨方法制备了不同硬脂酸添加量的Ti-48at％

Al粉末，研究了硬脂酸对粉末的物理性能和结构特征的影响。

结果表明，在球磨过程中，硬脂酸能够起到润滑剂的作用，促

进了粉末的均匀分散，并增强了粉末的塑性，从而提高了Ti-

48at％Al粉末的可压性和变形性能。此外，当硬脂酸添加量

超过一定范围时，会降低粉末的可压性和变形性能，因此应该

控制硬脂酸的添加量。此外，我们也对Ti-48at％Al粉末的流

动性进行了测试，以研究硬脂酸对粉末流动性的影响。结果表

明，随着硬脂酸浓度的增加，粉末的流动性也呈现出先增加后

减小的趋势。其中，在硬脂酸添加量为1％时，粉末的流动性

最好，其流动指数约为26.8s/50g。这说明硬脂酸可以改善粉

末的流动性，并且粉末的流动性也与其物理性质密切相关。

我们进一步对添加硬脂酸后的Ti-48at％Al粉末进行了压缩测

试。测试结果显示，与无添加剂的Ti-48at％Al粉末相比，硬

脂酸添加剂可以显著提高粉末的压缩性能。以硬脂酸浓度为1％

的样品为例，在相同压制条件下，其相对密度达到了96.9％，

而无添加剂的样品只有91.2％。这表明硬脂酸可以提高粉末的

可压性，从而有利于制备高密度和高性能的Ti-48at％Al材料。

最后，我们还对硬脂酸添加剂对Ti-48at％Al粉末的结构特征

进行了分析。结果显示，硬脂酸的添加不会改变Ti-48at％Al

粉末的相组成，但可以显著提高粉末的晶界密度和晶界能量，

从而促进了晶界扩散和晶粒细化。此外，TEM观察还显示在

添加硬脂酸后，粉末中存在一定量的亚微米级颗粒，这与润滑

剂的作用有关，从而使得粉末颗粒更加细小均匀。

综上，本研究证明硬脂酸作为一种添加剂，可以有效改善Ti-

48at％Al粉末的物理性质和结构特征，从而提高了粉末的可

压性和变形性能。而在应用中，只需要控制合适的添加量，就

可以获得具有良好性能的Ti-48at％Al粉末，并为其后续的成

型加工提供便利。除了硬脂酸，还有许多其他添加剂可以用于

改善金属粉末的特性。例如，氮气可以用于防止金属粉末的氧

化，