本書首先系統(tǒng)論述了機(jī)械合金化的基本原理和實現(xiàn)的主要技術(shù)，材料在機(jī)械合金化過程中的結(jié)構(gòu)演變、非平衡轉(zhuǎn)變、合成反應(yīng)。在此基礎(chǔ)上，介紹了新近發(fā)展的等離子球磨技術(shù)。然后，以互不溶體系合金、硬質(zhì)合金、儲氫材料、鋰（鈉）離子電池負(fù)極材料等為典型代表，闡述了運用機(jī)械合金化制備/合成先進(jìn)材料、調(diào)控材料組織結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)材料的高性能化等內(nèi)容。
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2. 基于復(fù)相結(jié)構(gòu)的低成本高性能鎳氫動力電池負(fù)極材料，教育部技術(shù)發(fā)明獎一等獎，2016年，排名第1。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 機(jī)械合金化的發(fā)展概況 1
1.2 機(jī)械合金化的基本方法 3
1.3 機(jī)械合金化技術(shù)的應(yīng)用 7
1.4 機(jī)械合金化技術(shù)的發(fā)展方向 9
參考文獻(xiàn) 12
第2章 機(jī)械合金化原理與機(jī)制 15
2.1 機(jī)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(jī)械合金化的壓延細(xì)化模型 15
2.1.2 三種基本混合體系在球磨過程中的細(xì)化機(jī)制 17
2.2 機(jī)械合金化過程中合金組織結(jié)構(gòu)演變和相變機(jī)制 19
2.2.1 機(jī)械合金化過程中金屬和合金的晶粒細(xì)化機(jī)制 19
2.2.2 機(jī)械合金化過程中的原子擴(kuò)散 23
2.2.3 機(jī)械合金化過程中非平衡態(tài)相變 24
2.2.4 機(jī)械力化學(xué)合成 38
2.3 機(jī)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(jī)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(jī)械合金化的影響 50
參考文獻(xiàn) 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(shù) 63
3.2.1 介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù) 64
3.2.2 等離子球磨原理與等離子球磨機(jī)設(shè)計 66
3.3 等離子球磨的主要效應(yīng) 74
3.3.1 等離子體的作用 74
3.3.2 等離子體與機(jī)械球磨的主要協(xié)同效應(yīng) 75
3.4 等離子球磨細(xì)化粉末及機(jī)理 77
3.4.1 介電材料 77
3.4.2 等離子球磨細(xì)化金屬粉末 86
3.5 等離子球磨誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng) 93
3.5.1 氧化物原位還原反應(yīng) 93
3.5.2 等離子球磨誘發(fā)固-氣反應(yīng) 94
3.5.3 等離子球磨制備碳化物和碳氮化物 98
參考文獻(xiàn) 106
第4章 互不溶體系的機(jī)械合金化 110
4.1 互不溶體系及其固溶度擴(kuò)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(kuò)展的熱力學(xué)分析 111
4.1.3 固溶度擴(kuò)展的分子動力學(xué)模擬計算 113
4.1.4 實現(xiàn)互不溶體系固溶度擴(kuò)展的主要方法 115
4.2 機(jī)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(fù)合結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性 124
4.4.1 互不溶體系中形成納米相復(fù)合結(jié)構(gòu) 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(fù)合合金的力學(xué)性能 142
4.5.1 混合律及其在納米相復(fù)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(xué)性能 147
4.6.1 滑動軸承與軸承合金概述 147
4.6.2 機(jī)械合金化制備Al-Pb基軸承合金 148
4.6.3 機(jī)械合金化制備Al-Sn基軸承合金 154
4.6.4 雙尺度結(jié)構(gòu)Al-Sn基軸瓦合金 160
參考文獻(xiàn) 168
第5章 機(jī)械合金化制備硬質(zhì)合金 174
5.1 硬質(zhì)合金概況 174
5.2 納米硬質(zhì)合金 177
5.2.1 WC-Co納米硬質(zhì)合金粉末制備 178
5.2.2 WC-Co納米硬質(zhì)合金的成型 178
5.2.3 WC-Co納米硬質(zhì)合金的燒結(jié) 179
5.2.4 WC-Co納米硬質(zhì)合金的顯微組織與力學(xué)性能 180
5.3 機(jī)械合金化制備WC-Co納米硬質(zhì)合金 182
5.3.1 機(jī)械合金化制備納米硬質(zhì)合金粉末 182
5.3.2 機(jī)械合金化制備納米硬質(zhì)合金粉末的微觀結(jié)構(gòu) 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(jī)械合金化制備的WC-Co粉末的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)特征及其形成機(jī)制 191
5.3.5 機(jī)械合金化制備的WC-Co納米復(fù)合硬質(zhì)合金粉末的燒結(jié)與性能 193
5.4 等離子球磨及碳化燒結(jié)同步法制備高性能硬質(zhì)合金 203
5.4.1 等離子球磨制備的W-C-Co納米復(fù)合粉末的組織結(jié)構(gòu) 203
5.4.2 碳化燒結(jié)同步法制備硬質(zhì)合金 206
5.4.3 等離子球磨同步法制備WC-Co硬質(zhì)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(zhì)合金 212
5.5.1 等離子球磨制備的WC-Co硬質(zhì)合金的形態(tài)與尺寸控制 212
5.5.2 WC晶粒形態(tài)對硬質(zhì)合金力學(xué)性能的影響 217
5.5.3 碳化燒結(jié)同步法制備雙形態(tài)WC晶粒硬質(zhì)合金及其組織與力學(xué)性能 219
5.5.4 碳化燒結(jié)同步法制備雙尺度板狀WC晶粒硬質(zhì)合金及其組織與力學(xué)性能 228
5.6 硬質(zhì)合金顯微組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的定量關(guān)系 240
5.6.1 顯微組織結(jié)構(gòu)與硬度的關(guān)系 240
5.6.2 顯微組織結(jié)構(gòu)與斷裂韌性的關(guān)系 243
參考文獻(xiàn) 247
第6章 機(jī)械合金化制備儲氫材料及其結(jié)構(gòu)與性能調(diào)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(xué)氫化物 257
6.2 儲氫反應(yīng)熱力學(xué)和動力學(xué) 258
6.2.1 儲氫反應(yīng)熱力學(xué) 258
6.2.2 儲氫材料吸放氫反應(yīng)的動力學(xué) 259
6.3 儲氫合金中界面和應(yīng)力場的作用 261
6.3.1 界面的作用 261
6.3.2 應(yīng)力場的作用 262
6.4 機(jī)械合金化法制備儲氫材料 264
6.4.1 Mg基儲氫合金的機(jī)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(jié)構(gòu)儲氫合金制備 266
6.5 機(jī)械合金化法調(diào)控儲氫材料的組織結(jié)構(gòu)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(gòu)建納米復(fù)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(jī)械合金化制備Mg基合金Ni-MH電池負(fù)極材料 312
參考文獻(xiàn) 329
第7章 機(jī)械球磨在鋰（鈉）離子電池負(fù)極材料制備中的應(yīng)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(fù)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(fù)極材料 342
7.3 硅基負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與球磨制備 343
7.3.1 硅基負(fù)極材料的基本特點與主要問題 343
7.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化對硅碳復(fù)合負(fù)極材料電化學(xué)性能的改善 345
7.3.3 等離子球磨法制備硅碳納米結(jié)構(gòu)復(fù)合負(fù)極材料 346
7.3.4 硅/碳化物/石墨復(fù)合負(fù)極材料的球磨制備與電化學(xué)性能 351
7.3.5 非晶硅/硬質(zhì)相/石墨復(fù)合結(jié)構(gòu)的等離子球磨制備與電化學(xué)性能 359
7.3.6 SiOx/Sn合金/石墨復(fù)合結(jié)構(gòu)的等離子球磨制備與電化學(xué)性能 362
7.4 錫基負(fù)極材料的設(shè)計、性能調(diào)控和球磨制備 365
7.4.1 Sn與SnO2負(fù)極的嵌鋰特性與存在問題 366
7.4.2 機(jī)械球磨制備Sn-M合金負(fù)極材料 368
7.4.3 等離子球磨制備Sn-C復(fù)合負(fù)極材料 370
7.4.4 等離子球磨制備Sn-O-C復(fù)合負(fù)極材料 374
7.4.5 錫基氧化物與過渡金屬復(fù)合負(fù)極材料的球磨制備 382
7.4.6 錫基硫化物與硒化物負(fù)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(fù)極中的應(yīng)用 390
7.6 機(jī)械研磨法在電池材料工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 393
參考文獻(xiàn) 395
后記 398
索引 400
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