【摘要】：高純鋁箔是制備高壓電解電容器陽極的基礎(chǔ)材料,腐蝕化成后高純鋁箔的比電容大小主要取決于高純鋁箔的微觀組織結(jié)構(gòu)與立方織構(gòu)含量。在化學(xué)成分、軋制變形工藝一定的情況下,退火工藝對高純鋁箔微觀組織和織構(gòu)起著決定性的作用。然而,關(guān)于高純鋁箔退火過程中的微結(jié)構(gòu)、織構(gòu)演化規(guī)律和機(jī)制至今尚不十分清楚。為此,本文開展了高純鋁箔退火過程中微觀組織、織構(gòu)演變規(guī)律和再結(jié)晶行為研究,探討箔材組織、織構(gòu)演變規(guī)律和機(jī)制,為高純鋁箔退火過程中微結(jié)構(gòu)的精細(xì)控制提供理論支撐與技術(shù)指導(dǎo)。利用偏光顯微鏡(POM)、配備有電子背散射衍射(EBSD)場發(fā)射掃描電鏡(FEI-SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)等微觀表征方法,系統(tǒng)研究了不同中間退火溫度、成品退火加熱速率以及保溫時(shí)間等條件下,高純鋁箔微觀組織、位錯(cuò)組態(tài)和織構(gòu)的演變規(guī)律,揭示了再結(jié)晶立方織構(gòu)的形成機(jī)制。論文主要研究結(jié)果如下:(1)分析了不同退火工藝對高純鋁箔再結(jié)晶行為及其動力學(xué)的影響規(guī)律。相對于中間退火溫度,成品退火加熱速率對高純鋁箔再結(jié)晶影響較大,加熱速率增大會導(dǎo)致箔材500℃退火保溫時(shí)再結(jié)晶晶粒的快速長大,從而形成粗大的晶粒組織;基于再結(jié)晶、晶界遷移以及JMAK轉(zhuǎn)變動力學(xué)理論,發(fā)現(xiàn)在退火過程中箔材立方取向的晶粒優(yōu)先形核和長大,且隨著加熱速率的增加,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)有所下降,晶粒細(xì)小。(2)研究了不同成品退火加熱速率下高純鋁箔微觀組織和織構(gòu)的變化規(guī)律,獲得了臨界加熱速率約為50℃/min。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn),快速退火30s后的儲存能是慢速(3℃/min)退火320℃后的2.2倍,快速退火后的高儲存能為后續(xù)加熱過程中的晶粒長大提供了動力,致使快速退火箔材晶粒明顯粗化,而慢速退火后的立方織構(gòu)含量要明顯高于快速退火的立方織構(gòu)含量;采用50℃/min臨界加熱速率退火的高純鋁箔,具有良好的組織均勻性和高的立方織構(gòu)含量。(3)基于薄膜材料的晶粒生長模型,探索了高純鋁箔在退火過程中再結(jié)晶晶粒的生長機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn),與S晶粒呈40°111取向關(guān)系的Cube晶粒得以優(yōu)先長大;晶粒尺寸超過箔材厚度時(shí)主要以表面能控制晶粒生長為主,證明了Δηsur0.02ηb可作為箔材中晶粒是否發(fā)生異常長大的判據(jù)。(4)計(jì)算得到了高純鋁箔晶粒生長指數(shù)n=4,再結(jié)晶激活能Q=129k J/mol,速率常數(shù)K=1.28×10-8 m4s-1;在500℃退火時(shí)的晶粒長大速度V=2.43μm/s,說明在此溫度下晶粒有較快的生長速度,從而有效解釋了鋁箔在快速退火過程中晶粒異常長大的原因。(5)闡明了退火工藝對高純鋁箔位錯(cuò)組態(tài)的影響�；诓目游g狀態(tài)密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,經(jīng)中間退火和慢速成品退火的箔材位錯(cuò)分布均勻且密度適中。(6)系統(tǒng)研究了鋁箔不同退火工藝條件下微區(qū)晶粒取向及立方織構(gòu)含量的變化,并探討了立方取向的形核機(jī)理及演變規(guī)律。結(jié)果表明,較低溫度的中間退火為箔材提供立方取向核心,使成品退火后箔材立方織構(gòu)得到強(qiáng)化;在織構(gòu)的演變過程中,冷軋Cu-{112}111織構(gòu)及S-{123}634織構(gòu)對退火后Cube-{001}100織構(gòu)的形成起到促進(jìn)作用,主要靠Cu和S織構(gòu)的分解以及被吞噬逐漸向Cube織構(gòu)轉(zhuǎn)變,而且{001}100取向晶粒的形核以及快速生長主要憑借其與{123}634織構(gòu)呈40°111的取向關(guān)系。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TG166.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 毛衛(wèi)民;楊平;;基于選擇形核和選擇生長理論的鋁板再結(jié)晶織構(gòu)形成機(jī)制(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年06期

2 朱慶豐;李磊;班春燕;趙志浩;左玉波;崔建忠;;高純鋁室溫多向鍛造過程中變形組織均勻性及晶粒細(xì)化極限(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年05期

3 宋婧波;毛衛(wèi)民;楊宏;馮惠平;;Effect of trace Sn on corrosion behaviors of high voltage anode aluminum foil[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2008年04期

4 吳艷;趙驤;何長樹;趙志朋;左良;C. ESLING;;Effects of electric field on recrystallization texture evolution in cold-rolled high-purity aluminum sheet during annealing[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2007年01期

5 杜予fE;張新明;葉凌英;羅智輝;;Recrystallization behavior of high purity aluminum at 300℃[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年06期

6 毛衛(wèi)民,楊宏,楊平,馮惠平;退火對高壓電解電容器鋁箔微量元素分布和腐蝕性能的影響[J];金屬熱處理;2004年09期

7 王蘭東;陽極鋁箔直流腐蝕擴(kuò)面概述[J];新疆有色金屬;2003年S1期

8 毛衛(wèi)民,楊宏,余永寧,馮惠平,徐進(jìn);微量Mg對高壓電子鋁箔腐蝕結(jié)構(gòu)的影響[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2003年05期

9 毛大恒,溫勇明;Effects of rolling technical factors on microstructures and mechanical properties of aluminum foils[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2003年02期

10 徐進(jìn),毛衛(wèi)民,馮惠平,舒龍衛(wèi);Cu對高壓電解電容器陽極鋁箔再結(jié)晶織構(gòu)的影響[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2002年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 黃麗穎;稀土電解電容器高壓陽極用鋁箔組織和織構(gòu)研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2007年

，

本文編號：2320605