第28卷第7~8期
2009年8月
中国材料进展 MATERIALSCHINA
Vol. 28No. 7 ~8
Aug.2009
机械合金化制备纳米钛－锆合金的研究进展
李成清1,2，王树林2
（1．南京工业职业技术学院，江苏南京210046）（2．上海理工大学动力学院，上海200093）
摘要：采用机械合金化技术制备纳米晶材料，操作简单，生产效率高。纳米钛-错合金为固溶体，平均晶粒度为6-7nm，晶格类型为面心立方（fe），这种晶型相对于钛和错元索的密排六方晶格(hep)稳定性更高。综合评述了在纳米伙-错合金的机械合金化方面国内外所取得的主要研究成果，并对其发展方向作了展望。
关键词：机械合金化；纳米晶；钛-错合金
中图分类号：TG146.2*3；TG146.4*14文献标识码：A文章编号：16743962(2009)07006705
李成清
Research Progress in Mechanical Alloying
of Nano-Synthesizing of TiandZr LI Chengqing2,WANG Shulin?
(1. Nanjing Institute of Industry Technology, Nanjing 210046, China)
(2. School of Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
Abstract: Nanocrystalline materials can be facilely and efficiently yielded with the technique of mechanical alloying. As a solid solution alloy, nanocrystalline Ti-Zr binary alloy has the mean grain size of 6 ~ 7 nm, and the stability of its face-centered cubic (fcc) lattice is superior to that of hexagonal close-packed ( hcp) lattice of elemental Ti or Zr. Main re-search findings on mechanical alloying of nanocrystalline of Ti and Zr are reviewed, and the future research fields are pointed out.
Key wOrdS: mechanical alloying; nanocrystalline; Ti-Zr binary alloy
1前言
元素钛(Ti)和结（Zr）属于对人体无毒副作用的元素[1】。医用Ti-Zr合金的抗拉强度为795MPa，屈服强度为657MPa，延伸率为22%，弹性模量为100GPa，维氏硬度为2440MPa。屈服强度及延伸率较高，说明其抗变形力及抗折断力较强；弹性模量较低，意味着其植人人体后与人体自身骨性质更接近，能够减少骨质对植入物的应力屏蔽效应[]。生物安全性评价认为，Ti-Zi 合金是一种理想的生物材料[3]。在生物细胞环境中， Ti-Zr合金表面能够形成与合金基体紧密结合的情性氧化膜，该氧化膜具有密集的金红石结，可对合金表面提供极强的抗腐蚀保护。Ti-Zr合金具有优良的生物安
收稿日期：20090603
基金项目：上海市科委资助项目（0652nm008）通信作者：李成清，女，1973年生，博士，讲师
全性，极佳的耐蚀性，在医用植人材料方面具有重要应用价值。4)
通常情况下，合金铸造时容易造成成分偏析和显微组织缺陷，晶粒也较粗，这些都会影响材料潜能的发挥。然而通过晶粒细化可以改善金属及合金的性能，提高材料的强度，目前其已成为提高材料服役性能最有效的手段之一[5]。目前有多种方法可以细化晶粒至纳米级，如情性气体凝聚法、电沉积法、磁控溅射法、溶胶-凝胶法、机械合金化法等。其中机械合金化技术可以合成常规熔炼工艺难以获得的纳米合金材料，有助于改善合金的性能，并且工艺简单、成本低，非常适于工业化生产，是常用的编米晶材料制备方法。
机械合金化技术及设备 2
机械合金化（MechanicalAlloying，MA）是将两种或两种以上的金属粉末颗粒按一定比例混合后放人球磨罐中，在机械能的驱动下，磨球、粉料和球端之间发生强