Anwendung von mechanischem Legieren/Mahlen zur Synthese von nanokristallinen und amorphen Materialien

Mechanisches Legieren (MA) und mechanisches Mahlen (MM) wurden in den letzten zwei Jahrzehnten weitgehend zur Synthese verschiedener Legierungen und Verbundstoffe mit stabiler oder metastabiler Struktur bei Raumtemperatur eingesetzt. Eine der interessantesten Eigenschaften von MA/MM ist die Fähigkeit, nanokristalline und amorphe Materialien zu erzeugen. Es wurden mehrere Mechanismen zur Bildung von nanokristallinen und amorphen Strukturen basierend auf experimentellen Ergebnissen und der Ähnlichkeit von MA/MM zu anderen Festkörperverarbeitungswegen vorgestellt. In diesem Papier werden die aktuellen experimentellen Beobachtungen zur Entwicklung von nanokristallinen und amorphen Strukturen durch die Kugelmühlen-Technik ausgewählt untersucht und kritisch bewertet, um weitere Einblicke in die wichtigsten Fragen im Zusammenhang mit dieser Festkörpertechnik zu geben. Die Übersicht umfasst vier Hauptteile. Sie beginnt mit einer kurzen Einführung in MA/MM und die Prinzipien des Kugelmühlenprozesses zur Synthese von Materialien. Der zweite Teil ist der Bildung von nanokristallinen Strukturen durch den Kugelmühlenprozess gewidmet. Die früheren Studien werden zusammengefasst, wobei der Schwerpunkt auf der minimalen Korngröße liegt, die durch das Kugelmahlen erreicht werden kann, während die jüngsten Fortschritte zur Vorhersage der minimalen Korngröße basierend auf Versetzungsmodellen ausführlich analysiert und diskutiert werden. Der dritte Teil befasst sich mit der Amorphisierungsreaktion, die durch Kugelmahlen induziert wird. Dieser Abschnitt umfasst die thermodynamischen und kinetischen Aspekte, die Kriterien, die für die Amorphisierungsreaktion entwickelt wurden, sowie die mikrostrukturelle Evolution von Pulvern während des MA, die zur Amorphisierungsreaktion führt. Der letzte Teil ist bulk-amorphe/nanokristalline Legierungen gewidmet, die aus Ausgangspulver hergestellt werden.