本文利用等徑角變形(ECAP)和單向軋制復合工藝對純鉭進行塑性變形,通過控制擠壓道次、軋制壓下量及軋制溫度等變形條件來獲得片層寬度為40-200 nm的納米片層純鉭。通過電子背散射衍射技術、透射電子顯微鏡分析技術等對純鉭的納米片層組織進行了表征,對在不同變形條件下制備的納米片層組織的演變規(guī)律進行了研究;通過硬度測試、拉伸試驗及納米壓痕試驗表征了納米片層組織的力學性能;并研究了加工工藝、顯微組織對納米片層結構的熱穩(wěn)定性的影響。結果顯示,4道次ECAP變形后純鉭變形組織的小角度晶界的取向差在軋制過程中不斷增加,導致了大角度晶界分數(shù)的上升;8道次ECAP變形后純鉭變形組織的大角度晶界分數(shù)已經(jīng)飽和,在后續(xù)軋制過程中的織構強度的顯著增加導致了其大角度晶界分數(shù)不斷減小。研究表明,8道次A方式ECAP變形復合液氮溫度下的單向軋制工藝制備的塊體納米片層純鉭,具有最小的片層寬度。隨著軋制壓下量的增加,納米片層寬度不斷細化,90%軋制壓下量時納米片層寬度甚至細化至43nm左右。但在軋制過程中,純鉭的片層寬度與理論計算值之間存在一定的偏差。當軋制壓下量較小時,位錯增殖、塞積并纏結形成位錯胞結構,貢獻了額外的細化作用,導致片層寬度小于理論值;當軋制壓下量較大時,回復作用對于納米片層寬度的影響起主導作用,導致實際納米片層寬度比理論預測值高。納米片層純鉭的屈服強度及顯微硬度隨著納米片層寬度減小而增加,而斷裂延伸率、應變速率敏感性指數(shù)則隨著納米片層寬度減小而降低。當片層寬度細化至1OOnm以下時,納米片層純鉭的顯微硬度及屈服強度這兩個性能與片層寬度的關系均偏離了 Hall-Petch關系,拉伸斷口顯示斷裂模式從韌性斷裂轉變?yōu)榇嘈詳嗔?斷裂延伸率顯著下降。隨著軋制壓下量的增加,8道次ECAP變形+液氮溫度下軋制的納米片層純鉭的織構強度不斷增加,小角度晶界分數(shù)增加,熱穩(wěn)定性隨之提高,90%軋制壓下量下再結晶溫度比相同條件下20%壓下量軋制后獲得的納米片層純鉭高了約100℃,并且再結晶晶粒隨著退火前累積變形量的增加而減小。
【學位單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.416;TG115
【部分圖文】：

ＥＣＡＰ的原理是將樣品放入具有相同的截面尺寸并軸線相交成一定角度的兩個通道逡逑中，施加一定的擠壓力從而使試樣在兩通道交叉處產(chǎn)生純剪切變形，從而實現(xiàn)細化晶粒逡逑的目的，圖１．１是ＥＣＡＰ模具示意圖［１５］。模具內角為（Ｄ，模具外角為中。由于擠壓通道逡逑的截面尺寸相同，材料經(jīng)過ＥＣＡＰ變形前后的尺寸不產(chǎn)生改變，所以可以對材料施加多逡逑道次的變形，從而使材料累積很大的應變量，對于晶粒細化的作用明顯。逡逑ｒ逡逑圖１．１邋ＥＣＡＰ模具示意圖［〗５］逡逑２逡逑

開發(fā)出了邋ＨＰＴ的設備［２５］并且成功將ＨＰＴ運用在了一些金屬和合金上［２５，２６］，推動了邋ＨＰＴ逡逑制備超細晶和納米晶材料的發(fā)展。逡逑ＨＰＴ技術的工作原理［２７］如圖１．４所示。ＨＰＴ的模具主體部分為沖頭和下模。將圓形逡逑的薄片樣品放置在沖頭和下模之間，在室溫或者加熱到一定溫度后，對沖頭施加一定的逡逑壓力，然后下方模具發(fā)生轉動。樣品與模具之間的摩擦力使樣品在等靜水壓力下發(fā)生剪逡逑切變形，從而獲得晶粒細化效果。由于樣品在模具內發(fā)生剪切變形時形狀不發(fā)生改變，逡逑因此通過增加轉動的周次就可以獲得極大的剪切應變量，ＨＰＴ變形過程中的等效應變量逡逑的計算公式［２８１可以表示為：逡逑ＩｔｉＮｖ逡逑（Ｌ３）逡逑其中：Ａ為樣品厚度，／Ｖ為沖頭旋轉周次，ｒ為圓盤形狀樣品的半徑。逡逑４逡逑

ｃ邋Ｙ邋□，□，□，□，□逡逑２邋□□□□□□□□□逡逑圖１．３不同路徑ＥＣＡＰ變形后材料各個表面組織形狀Ｗ】逡逑ＥＣＡＰ技術的加工工藝較為簡單，具有合適的剪切變形，并且適合此技術的材料范逡逑圍非常廣，是一種理想的晶粒細化方法。逡逑１．２．２高壓扭轉逡逑高壓扭轉（Ｈｉｇｈ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｔｏｒｓｉｏｎ，邋ＨＰＴ）起初是由Ｂｒｉｄｇｍａｎ教授在上世紀４０年代的著逡逑作［２￣中論述的一種材料組織細化理論。上世紀８０年代隨著俄羅斯的學者們根據(jù)該理論逡逑開發(fā)出了邋ＨＰＴ的設備［２５］并且成功將ＨＰＴ運用在了一些金屬和合金上［２５，２６］，推動了邋ＨＰＴ逡逑制備超細晶和納米晶材料的發(fā)展。逡逑ＨＰＴ技術的工作原理［２７］如圖１．４所示。ＨＰＴ的模具主體部分為沖頭和下模。將圓形逡逑的薄片樣品放置在沖頭和下模之間，在室溫或者加熱到一定溫度后，對沖頭施加一定的逡逑壓力，然后下方模具發(fā)生轉動。樣品與模具之間的摩擦力使樣品在等靜水壓力下發(fā)生剪逡逑切變形，從而獲得晶粒細化效果。由于樣品在模具內發(fā)生剪切變形時形狀不發(fā)生改變，逡逑因此通過增加轉動的周次就可以獲得極大的剪切應變量

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;聚合物涂覆硅納米片可望取代石墨稀[J];中國粉體工業(yè);2017年02期

2 郝慧;楊云;;金納米片的制備[J];化工技術與開發(fā);2018年03期

3 朱景春;;二硫化鉬納米片的制備及其研究進展[J];科學技術創(chuàng)新;2018年07期

4 李俊怡;梁峰;田亮;張海軍;;類石墨相氮化碳納米片的制備研究進展[J];化學通報;2018年05期

5 趙迪;柯瑞林;鄒雄;毛琳;胡行兵;王金合;;氮化硼納米片制備方法研究進展[J];功能材料;2016年12期

6 張震;于翔;劉飛;;產(chǎn)業(yè)化制備石墨烯納米片研究進展[J];新型工業(yè)化;2017年01期

7 肖林平;劉敏;周麗萍;賴桂珍;黃錦貴;鐘晨晨;;一步法制備單層二硫化鉬納米片[J];廣東化工;2016年12期

8 邢國政;靳利娥;解小玲;張康;曹青;;碳納米片的制備、表征及應用[J];炭素技術;2016年05期

9 鄒潤秋;秦文靜;張強;楊利營;曹煥奇;印壽根;;銀納米片等離子體效應增強有機太陽能電池及其性能優(yōu)化研究[J];發(fā)光學報;2015年07期

10 趙逢煥;;(001)晶面占主導的銳鈦礦TiO_2納米片的制備、表征及光催化性能的研究[J];山東化工;2015年15期

相關會議論文 前10條

1 韓志成;武祥;;生長在泡沫鎳基底的炸圈狀四氧化三鈷納米片及其較提高的超級電容器性能[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第三十分會：化學電源[C];2016年

2 陸迪燦;倪永紅;;多孔磷化鈷納米片的合成及其超電性能[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第二十九分會：電化學材料[C];2016年

3 丁書江;;納米片復合材料的設計、制備和鋰離子存儲性能研究[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第三十分會：化學電源[C];2016年

4 張玉倩;張琦;翁麗星;宇文力輝;汪聯(lián)輝;;量子點-二硫化鉬復合納米片用于癌細胞的靶向熒光成像和光熱治療[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第三十八分會：納米生物效應與納米藥物化學[C];2016年

5 梅旭安;梁瑞政;衛(wèi)敏;;超薄水滑石納米片作為藥物載體的研究[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第三十八分會：納米生物效應與納米藥物化學[C];2016年

6 董寧寧;李源鑫;馮艷艷;張賽鋒;張曉艷;范金太;張龍;王俊;;過渡金屬硫化物二維納米片的光限幅特性及其理論模擬[A];上海市激光學會2015年學術年會論文集[C];2015年

7 紀穆為;徐萌;劉佳佳;張加濤;;水相腐蝕法制備超薄二維單晶納米片[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第五分會：分子與固體化學[C];2016年

8 程裕鑫;吳德峰;姚鑫;丁昆山;周亞楠;;聚乳酸/石墨納米片復合材料的流變行為[A];第十二屆全國流變學學術會議論文集[C];2014年

9 楊曉華;楊化桂;李春忠;;{001}晶面主導的銳鈦二氧化鈦納米片的熱穩(wěn)定性研究[A];顆粒學最新進展研討會——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會論文集[C];2011年

10 陳小蘭;師賽鴿;黃藝專;陳美;湯少恒;莫世廣;鄭南峰;;不同表面修飾對鈀納米片活體行為的影響[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第05分會：無機化學[C];2014年

相關重要報紙文章 前10條

1 記者 劉霞;科學家利用超薄沸石納米片造出高效催化劑[N];科技日報;2012年

2 本報記者 李波;二維MoS2納米片研究獲突破提振鉬業(yè)股[N];中國證券報;2013年

3 記者 王延斌 通訊員 隗海燕;高靈敏度“電子皮膚”可以量產(chǎn)了[N];科技日報;2017年

4 馮衛(wèi)東;新型透明塑料薄如紙硬如鋼[N];科技日報;2007年

5 本報記者 張思瑋;讓氫來得更高效些吧[N];中國科學報;2019年

6 記者 劉霞;柔性電子材料破碎多次仍可恢復功能[N];科技日報;2016年

7 記者 陳超;“光結構”讓水隨環(huán)境變化自由變色[N];科技日報;2016年

8 記者 李麗 通訊員 梁維源;深圳大學打開癌癥治療新思路[N];深圳特區(qū)報;2018年

9 沈英甲;中國成功研發(fā)全球首類烯合金材料[N];中國有色金屬報;2014年

10 陳丹;生物“保鮮膜”可以阻斷創(chuàng)面感染[N];科技日報;2014年

相關博士學位論文 前10條

1 張紅偉;層狀過渡金屬化合物的物性研究[D];中國科學技術大學;2018年

2 韓娜;基于金屬納米材料的電化學二氧化碳轉化體系的研究[D];蘇州大學;2018年

3 杜翠翠;鉬基納米結構的設計合成及能源轉換電催化性能[D];吉林大學;2018年

4 胡屹偉;鉭、鈦硫化物與氧化物納米結構的構建及性能研究[D];中國科學技術大學;2018年

5 師超;微納米片狀磷酸鋅的制備及其對環(huán)氧涂層防腐性能的影響[D];哈爾濱工程大學;2018年

6 楊文進;二維鎵系尖晶石氧化物納米材料的制備及其光學性質研究[D];中國科學技術大學;2018年

7 劉桂靜;三維結構鈷基納米材料的制備及電容特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

8 袁鳳;氮化硼納米片定向增強聚氨酯復合材料的制備及性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

9 林沖;幾種高效且穩(wěn)定的超小和超薄納米電催化劑的設計、合成及性能研究[D];西北大學;2018年

10 莫瀚（Azhar Mahmood）;多金屬納米片用于燃料電池[D];清華大學;2017年

相關碩士學位論文 前10條

1 賈正寶;氮摻雜碳納米片的制備及其儲鈉性能研究[D];湘潭大學;2018年

2 肖鵬;基于氮化碳納米片新型光催化劑的制備及其可見光催化性能研究[D];江蘇大學;2018年

3 封苗;冬孔碳基復合材料的制備及其在鋰硫電池中的應用[D];浙江師范大學;2018年

4 崔草;MOF模板衍生的鈷基材料的合成、表征及其電催化性能的研究[D];浙江師范大學;2018年

5 陳琦;二維沸石納米片的制備及表征[D];浙江師范大學;2018年

6 鄭璐康;MFI沸石納米片膜的制備及其氣體分離性能[D];浙江師范大學;2018年

7 嘉蓉;氧化錫/碳復合材料納米結構調控及其儲能性能研究[D];南京理工大學;2018年

8 湯凡;嵌有氧化鐵的鈦酸鈉納米片電極的制備及儲能器件的研究[D];華中科技大學;2017年

9 朱亞鳴;二維納米片層鉭的力學性能及熱穩(wěn)定性研究[D];南京理工大學;2018年

10 楊尊;高質量γ-Ga_2O_3納米片的可控合成及其非均相催化性能[D];中國科學技術大學;2018年

本文編號：2818884