金屬材料中晶粒尺寸減小,材料的強(qiáng)度和硬度顯著增加,其原因是隨著晶粒尺寸的減小,材料中引入了大量晶界,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到的阻礙增大,材料變形困難。隨著納米晶體材料的研究逐漸深入,人們發(fā)現(xiàn),相對(duì)粗晶材料而言,納米晶體材料由于存在高密度晶界,在較低的溫度下就會(huì)發(fā)生晶粒粗化,進(jìn)而失去優(yōu)異的性能,例如,在室溫下Cu、Ag、Al等納米金屬就會(huì)發(fā)生明顯的晶粒粗化。納米晶體材料本征熱穩(wěn)定性差已成為其“阿喀琉斯之踵”,極大地限制了其應(yīng)用前景,特別是高溫應(yīng)用方面。不僅如此,納米金屬在塑性變形過(guò)程中易發(fā)生機(jī)械驅(qū)動(dòng)晶粒長(zhǎng)大,如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、疲勞等過(guò)程中均觀察到明顯的晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象,導(dǎo)致納米金屬材料在使役過(guò)程中容易失效;由于塑性變形過(guò)程中容易發(fā)生晶粒長(zhǎng)大使得晶粒尺寸難以細(xì)化至100 nm以下,所以機(jī)械驅(qū)動(dòng)晶粒長(zhǎng)大行為也極大地限制了納米金屬材料的制備。本工作采用塑性變形法制備出晶粒尺寸呈梯度分布的納米晶純Cu和Ni樣品,系統(tǒng)研究了平均晶粒尺寸不同得納米晶及超細(xì)晶在等溫退火時(shí)的熱穩(wěn)定性,對(duì)樣品微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征并闡明了納米晶熱穩(wěn)定性的晶粒尺寸效應(yīng)及其原因。此外,本工作還研究了梯度納米晶純Cu、Ag、Ni樣品在準(zhǔn)靜態(tài)拉伸... 

【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 納米結(jié)構(gòu)晶體材料概述
        1.1.1 納米結(jié)構(gòu)晶體材料的定義及分類(lèi)
        1.1.2 納米結(jié)構(gòu)晶體材料的制備
        1.1.3 梯度納米結(jié)構(gòu)材料簡(jiǎn)述
    1.2 納米結(jié)構(gòu)晶體材料晶界結(jié)構(gòu)與晶界能量
        1.2.1 納米晶晶界結(jié)構(gòu)
        1.2.2 晶界能量
        1.2.3 晶界可動(dòng)性
    1.3 納米結(jié)構(gòu)晶體材料熱穩(wěn)定性
        1.3.1 納米晶熱穩(wěn)定性表現(xiàn)
        1.3.2 熱驅(qū)動(dòng)納米晶粒長(zhǎng)大
        1.3.3 提高納米結(jié)構(gòu)晶體材料熱穩(wěn)定性的方法
    1.4 納米結(jié)構(gòu)晶體材料機(jī)械穩(wěn)定性
        1.4.1 納米晶塑性變形機(jī)制
        1.4.2 機(jī)械驅(qū)動(dòng)納米晶粒長(zhǎng)大
        1.4.3 提高納米結(jié)構(gòu)晶體材料機(jī)械穩(wěn)定性的方法
    1.5 本論文工作意義、目的及主要內(nèi)容
第2章 樣品制備與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 樣品制備
    2.2 微觀結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 激光共聚焦顯微鏡觀察(CLSM)
        2.2.2 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.2.3 電子背散射衍射分析(EBSD)
        2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)及能譜分析(EDS)
    2.3 熱分析
    2.4 力學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 顯微硬度測(cè)試
        2.4.2 納米壓痕測(cè)試
        2.4.3 單向拉伸實(shí)驗(yàn)
第3章 表面機(jī)械碾磨制備納米金屬材料熱穩(wěn)定性
    3.1 引言
    3.2 納米晶Cu熱穩(wěn)定性的晶粒尺寸效應(yīng)
        3.2.1 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Cu微觀結(jié)構(gòu)
        3.2.2 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Cu熱穩(wěn)定性
        3.2.3 納米晶Cu熱穩(wěn)定性影響因素
        3.2.4 納米晶Cu熱穩(wěn)定性提高的微觀機(jī)制
    3.3 納米晶Ni熱穩(wěn)定性的晶粒尺寸效應(yīng)
        3.3.1 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Ni微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.2 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Ni熱穩(wěn)定性
        3.3.3 討論
    3.4 本章小結(jié)
第4章 表面機(jī)械碾磨制備納米金屬材料機(jī)械穩(wěn)定性
    4.1 引言
    4.2 納米晶Cu機(jī)械穩(wěn)定性的晶粒尺寸效應(yīng)
        4.2.1 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Cu微觀結(jié)構(gòu)
        4.2.2 表面機(jī)械碾磨制備梯度納米晶Cu拉伸行為
        4.2.3 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Cu機(jī)械穩(wěn)定性
        4.2.4 分析與討論
    4.3 納米晶Ag、Ni機(jī)械穩(wěn)定性的晶粒尺寸效應(yīng)
        4.3.1 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Ag、Ni微觀結(jié)構(gòu)
        4.3.2 表面機(jī)械碾磨制備納米晶Ag、Ni機(jī)械穩(wěn)定性
        4.3.3 討論
    4.4 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]梯度納米結(jié)構(gòu)材料[J]. 盧柯.  金屬學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]映像力對(duì)高純鋁自由表面附近位錯(cuò)組態(tài)的影響[J]. 李東,毛衛(wèi)民,余永寧.  北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(11)



本文編號(hào)：3733230