【摘要】：高溫條件下,納米金屬材料晶粒易于長大,易導致其強度、硬度等力學性能的退化,這一問題限制了納米金屬材料的工藝發(fā)展及應用。納米金屬合金的熱穩(wěn)定性研究致力于通過動力學或熱力學手段抑制納米晶粒高溫下的生長,提高納米金屬材料的熱穩(wěn)定性。本文系統(tǒng)總結了納米金屬材料研究中的熱力學與動力學機理發(fā)展,重點梳理了納米金屬材料熱穩(wěn)定性研究所涉表征方法包括X射線衍射儀(XRD)、電子顯微鏡系統(tǒng)(SEM和TEM)、聚焦離子束成像系統(tǒng)(FIB)、熱分析系統(tǒng)(TA)、原子探針系統(tǒng)(APT)等,綜合分析當前有限配比納米合金(納米鐵合金、納米銅合金、納米鋁合金等)和多元納米合金(納米合金鋼、氧化物彌散增韌納米合金等)的熱穩(wěn)定性理論和實驗研究,并對當前納米金屬材料的熱穩(wěn)定性研究進行了總結。鐵鋯合金在納米金屬材料熱穩(wěn)定性研究中表現(xiàn)出較好的熱穩(wěn)定性,本文以鐵鋯合金為對象,進行鐵鋯及鐵鋯碳合金的制備,以高能球磨機為主要工具,高純鐵粉,鋯粉,碳粉為原料,探究機械合金化過程中,摻雜溶質與制備時間對納米晶合金材料制備的影響。研究發(fā)現(xiàn),當球料比固定(30:1),球磨機轉速固定(300 rpm)時,30 h為最佳球磨時間,更短或更長的球磨時間下,所制備納米合金的晶粒平均尺寸均會增大。摻雜元素濃度也被證實會對合金制備中的晶粒大小產(chǎn)生重要影響,在鐵鋯碳合金,不同制備周期下,隨著摻雜碳濃度從0提高到8 at%,合金的平均晶粒尺寸呈現(xiàn)減小后增大的趨勢。放電等離子體燒結是粉體材料燒結的一種有效手段,研究中,為實現(xiàn)鐵鋯合金納米塊材的制備,應用放電等離子體燒結制備了不同溫度和保溫時間下的納米鐵鋯合金塊材,結果表明,在氬氣氣氛下,升溫速度為100 K/min,燒結壓強為70MPa時,(800℃ 10min)為鐵鋯納米合金的最佳燒結條件。
【圖文】：

現(xiàn)的［１］。在現(xiàn)今航空、航天、核能等重要的角色。但由于大量的晶界及廣沒有達到它的穩(wěn)定態(tài)，在材料中總存向平衡態(tài)轉變。高溫下，納米金屬很多納米金屬材料就出現(xiàn)了晶粒粗化。很大的羈絆［２，３］。因此，納米金屬材來越多學者的關注，并取得了一系列的制備方法逡逑是納米金屬材料應用發(fā)展面臨的重ａｔｉｏｎ邋－ＳＰＤ）是金屬材料納米化方面應ａｎｎｅｌ邋Ａｎｇｕｌａｒ邋Ｐｒｅｓｓｉｎｇ邋－邋ＥＣＡＰ），摩擦加工（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ邋Ｓｔｉｒ邋Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ邋－ｎｄｉｎｇ邋＿邋ＡＲＢ），機械合金化（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｅｓｓｉｎｇ逡逑

在等徑角擠壓制備過程中，，目前廣泛采用的有四種不同的加工路徑，加工路逡逑徑是影響被加工材料剪切應變特征的主要因素，而路徑的不同則取決于擠壓過程逡逑中的旋轉方向和角度，也正是據(jù)此，將加工路徑分為以下４種（如圖２）。四種逡逑晶粒細化演進進程不同，所以制備超細等軸晶的速度有所不同。ＥＣＡＰ工藝的逡逑優(yōu)點包括［９，１（＞］：加工模具構造簡單；在維持試樣原有形狀尺寸的情況下達到破碎逡逑晶粒的目的；加工材料組織形貌可控；微觀組織結構均勻；避免了雜質或大量微逡逑空隙在制備過程中的產(chǎn)生（與其他比如ＭＡ方法比較），所制備超細晶材料純凈逡逑無污染。ＥＣＡＰ制備缺陷包括［５］：模具作為制備過程中的耗材，制約了成本；生逡逑產(chǎn)節(jié)奏慢，效率偏低，ＥＣＡＰ工藝需要多道次擠壓，道次之間不連續(xù)，影響了逡逑連續(xù)生產(chǎn)；尺寸限制，受磨具影響，ＥＣＡＰ工藝暫無法實現(xiàn)大尺寸的（寬高長：逡逑２０Ｘ２０Ｘ１００邋ｍｍ）的超細晶塊體材料的制備；雖然ＥＣＡＰ工藝仍有以上問題，逡逑但其應用目前己經(jīng)擴展到超細晶鎂、鋁、鐵、鈦及其合金的制備中［５］’應用越發(fā)逡逑廣泛。逡逑２逡逑
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;TF125

【參考文獻】

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本文編號：2666962