【摘要】：高溫條件下,納米金屬材料晶粒易于長(zhǎng)大,易導(dǎo)致其強(qiáng)度、硬度等力學(xué)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(yīng)用。納米金屬合金的熱穩(wěn)定性研究致力于通過動(dòng)力學(xué)或熱力學(xué)手段抑制納米晶粒高溫下的生長(zhǎng),提高納米金屬材料的熱穩(wěn)定性。本文系統(tǒng)總結(jié)了納米金屬材料研究中的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)機(jī)理發(fā)展,重點(diǎn)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(dāng)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(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)當(dāng)前納米金屬材料的熱穩(wěn)定性研究進(jìn)行了總結(jié)。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(duì)象,進(jìn)行鐵鋯及鐵鋯碳合金的制備,以高能球磨機(jī)為主要工具,高純鐵粉,鋯粉,碳粉為原料,探究機(jī)械合金化過程中,摻雜溶質(zhì)與制備時(shí)間對(duì)納米晶合金材料制備的影響。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)球料比固定(30:1),球磨機(jī)轉(zhuǎn)速固定(300 rpm)時(shí),30 h為最佳球磨時(shí)間,更短或更長(zhǎng)的球磨時(shí)間下,所制備納米合金的晶粒平均尺寸均會(huì)增大。摻雜元素濃度也被證實(shí)會(huì)對(duì)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(shì)。放電等離子體燒結(jié)是粉體材料燒結(jié)的一種有效手段,研究中,為實(shí)現(xiàn)鐵鋯合金納米塊材的制備,應(yīng)用放電等離子體燒結(jié)制備了不同溫度和保溫時(shí)間下的納米鐵鋯合金塊材,結(jié)果表明,在氬氣氣氛下,升溫速度為100 K/min,燒結(jié)壓強(qiáng)為70MPa時(shí),(800℃ 10min)為鐵鋯納米合金的最佳燒結(jié)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(dá)到它的穩(wěn)定態(tài)，在材料中總存向平衡態(tài)轉(zhuǎn)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(xué)者的關(guān)注，并取得了一系列的制備方法逡逑是納米金屬材料應(yīng)用發(fā)展面臨的重ａｔｉｏｎ邋－ＳＰＤ）是金屬材料納米化方面應(yīng)ａｎｎｅｌ邋Ａｎｇｕｌａｒ邋Ｐｒｅｓｓｉｎｇ邋－邋ＥＣＡＰ），摩擦加工（Ｆｒｉｃｔｉｏｎ邋Ｓｔｉｒ邋Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ邋－ｎｄｉｎｇ邋＿邋ＡＲＢ），機(jī)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(yīng)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(zhuǎn)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(xì)化演進(jìn)進(jìn)程不同，所以制備超細(xì)等軸晶的速度有所不同。ＥＣＡＰ工藝的逡逑優(yōu)點(diǎn)包括［９，１（＞］：加工模具構(gòu)造簡(jiǎn)單；在維持試樣原有形狀尺寸的情況下達(dá)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(jié)構(gòu)均勻；避免了雜質(zhì)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(xì)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(shí)現(xiàn)大尺寸的（寬高長(zhǎng)：逡逑２０Ｘ２０Ｘ１００邋ｍｍ）的超細(xì)晶塊體材料的制備；雖然ＥＣＡＰ工藝仍有以上問題，逡逑但其應(yīng)用目前己經(jīng)擴(kuò)展到超細(xì)晶鎂、鋁、鐵、鈦及其合金的制備中［５］’應(yīng)用越發(fā)逡逑廣泛。逡逑２逡逑
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1;TF125

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666962