【摘要】：描述了一種制備納米晶合金的方法,獲得納米晶Cu-Ag雙峰材料。采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了溫度在100~300K范圍內(nèi)納晶Cu-Ag雙峰材料的熱導(dǎo)率隨尺寸和溫度的變化關(guān)系。在對(duì)初始截?cái)喟霃胶蜁r(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)置和優(yōu)化的條件下,計(jì)算并分析了平均晶粒尺寸熱導(dǎo)率的影響規(guī)律。同時(shí),對(duì)模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)照,結(jié)果表明:模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致,納晶Cu-Ag雙峰材料熱導(dǎo)率明顯低于單晶Cu/Ag塊體,存在明顯的尺寸效應(yīng)。其原因主要與細(xì)晶組織中熱輸運(yùn)載流子濃度的降低以及載流子在Cu/Ag納晶晶粒界面上的強(qiáng)烈散射有關(guān)。
【圖文】：

，混合粉末在溫度設(shè)置為４００℃高真空爐進(jìn)行氫氣還原３０ｍｉｎ；將銅粉預(yù)壓成圓柱體（Φ＝１１ｍｍ，ｈ＝４ｍｍ），，程控均勻升壓至５ＧＰａ；再通過加熱系統(tǒng)，以大約４０℃／ｍｉｎ的速率升溫至７００℃，并保溫３０ｍｉｎ對(duì)樣品進(jìn)行燒結(jié)；隨后以５０℃／ｍｉｎ緩慢均勻冷卻至室溫；最后經(jīng)１８ｈ緩慢均勻卸至常壓。取出樣品，編號(hào)為樣品１。重復(fù)上述步驟，依次在７５０，８００，８５０，９００，９５０和１０００℃的燒結(jié)溫度下制備得到樣品２～７。如圖２所示，對(duì)樣品進(jìn)行了ＸＲＤ衍射和ＳＥＭ掃描分析，樣品由Ｃｕ和Ａｇ２種元素組成；高溫高壓制備納晶雙峰材料樣品過程中幾乎沒有產(chǎn)生氣孔和結(jié)塊，樣品展現(xiàn)出了雙峰顯微組織，納米級(jí)銅粉（灰色區(qū)域）和微米級(jí)銀粉（白色區(qū)域）已經(jīng)均勻的混合。圖中可以明顯看出納晶銅晶粒與納晶銀晶粒形成的異質(zhì)晶界。圖１粉體實(shí)驗(yàn)原料顆粒尺寸分布與顯微形貌Ｆｉｇ１Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ表１銀粉的ＸＲＦ分析結(jié)果Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅＸＲＦｒｅｓｕｌｔｓｏｆＡｇｐｏｗｄｅｒ元素含量／ｗｔ％標(biāo)準(zhǔn)偏差Ａｇ９９．８０２０．０２０６７Ｎｉ０．００２０．００５６Ｃｕ０．０９６０．００３７Ｆｅ０．０５１０．００１９Ｏ０．００１０．００６２其它０．０４８／表２銅粉的ＸＲＦ分析結(jié)果Ｔａｂｌｅ２ＴｈｅＸＲＦｒｅｓｕｌｔｓｏｆＣｕｐｏｗｄｅｒ元素含量／ｗｔ％標(biāo)準(zhǔn)偏差Ｃｕ９９．９０１０．０２１Ｎｉ０．０５２０．００６６Ａｇ０．０２５０．００２６Ｆｅ０．０３００．

ｇ納晶雙峰材料異質(zhì)界面模型。模型基于以下假設(shè)建立：（１）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，認(rèn)為納晶Ｃｕ－Ａｇ雙峰材料由純物質(zhì)Ｃｕ晶粒和純物質(zhì)Ａｇ晶粒組合而成；（２）銅銀的晶胞形式相同，同為面心立方最密堆積（Ｆ４／Ｍ－３２／Ｍ空間群），且納晶Ｃｕ／Ａｇ界面無(wú)孿晶等缺陷。因此Ｃｕ／Ａｇ異質(zhì)界面模型如圖３所示。圖２納晶雙峰材料樣品ＸＲＤ衍射圖譜和電鏡掃描（ＳＥＭ）Ｆｉｇ２ＳＥＭｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓａｎｄＸ－ｒａｙｐａｔｔｅｒｎｏｆｓａｍｐｌｅｓ圖３Ｃｕ／Ａｇ晶粒異質(zhì)界面模型Ｆｉｇ３ＴｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｓｂｏｕｎｄａｒｙｍｏｄｅｌｏｆＣｕ／Ａｇ１００１８２０１７年第１０期（４８）卷

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