隨著鋰電池能量密度的要求越來(lái)越高,集電箔用鋁箔產(chǎn)品厚度已降至10μm以下,且對(duì)其導(dǎo)電率和抗拉強(qiáng)度要求越來(lái)越高。本文以鋰電池集電箔用工業(yè)純鋁鋁箔為研究對(duì)象,分析其主要雜質(zhì)元素Fe、Si總含量,以及Fe/Si比對(duì)其導(dǎo)電率、強(qiáng)度的影響規(guī)律,探索最佳成分控制范圍,并嘗試分析“尺寸效應(yīng)”對(duì)材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)工業(yè)純鋁中,隨雜質(zhì)元素（Fe+Si）總量的增大,鋁板導(dǎo)電率急劇降低,而抗拉強(qiáng)度隨之升高。而在雜質(zhì)（Fe+Si）總量基本一致的前提下,隨Si/Fe比例的減小樣品的導(dǎo)電率逐漸增高,而材料的抗拉強(qiáng)度隨之降低。當(dāng)Si/Fe較小時(shí),鋁板組織中第二相數(shù)量較多,且大部分第二相化合物為Al₁₂Fe₃Si相,為六方晶系;而當(dāng)Si/Fe較大時(shí),鋁板組織中第二相數(shù)量明顯減少,主要的第二相化合物為單斜晶系的Al₉Fe₂Si₂。固溶強(qiáng)化對(duì)導(dǎo)電率的損傷率,明顯高于加工硬化對(duì)導(dǎo)電率的損傷率。當(dāng)材料厚度低至幾個(gè)晶粒尺寸范疇后,“尺寸效應(yīng)”對(duì)材料性能的影響越發(fā)顯著:隨著厚度的降低,材料的延伸率逐漸降低,且抗拉強(qiáng)度... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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應(yīng)變量為1.0時(shí)有限元模擬和實(shí)際EBSD測(cè)試結(jié)果[31]

在多晶材料的模擬中,周麗[33]等使用正六邊形替代實(shí)際晶粒組織,先將經(jīng)典的彈塑性本構(gòu)關(guān)系帶入到每個(gè)晶粒中,然后運(yùn)用基于微觀機(jī)制的應(yīng)變梯度塑性本構(gòu)關(guān)系帶入到每個(gè)晶粒中,結(jié)果得到前者明顯與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相差很多,而且基于微觀機(jī)制的應(yīng)變梯度塑性本構(gòu)關(guān)系計(jì)算還得到不同晶粒尺寸下屈服強(qiáng)度的變化與Hall-Petch關(guān)系較為吻合。周麗[34]在對(duì)顆粒增強(qiáng)型金屬基復(fù)合材料中,使用有限元模擬的方法建立如圖1.14模型得到結(jié)論:在運(yùn)用基于微觀機(jī)制的應(yīng)變梯度塑性本構(gòu)方程的計(jì)算中,得到在保證晶粒尺寸統(tǒng)一的前提下隨著第二相體積分?jǐn)?shù)的增加,顆粒的增強(qiáng)效果顯著提高、延伸率逐漸降低。

周麗[34]在對(duì)顆粒增強(qiáng)型金屬基復(fù)合材料中,使用有限元模擬的方法建立如圖1.14模型得到結(jié)論:在運(yùn)用基于微觀機(jī)制的應(yīng)變梯度塑性本構(gòu)方程的計(jì)算中,得到在保證晶粒尺寸統(tǒng)一的前提下隨著第二相體積分?jǐn)?shù)的增加,顆粒的增強(qiáng)效果顯著提高、延伸率逐漸降低。除了以上應(yīng)用在拉伸、壓縮、織構(gòu)模擬等方面外,同樣在預(yù)測(cè)和模擬制耳現(xiàn)象[35-37]、表面粗糙度[30]和屈服平面[38-40]等方面,也得到了比較符合實(shí)際的模擬結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]尺寸效應(yīng)下的紫銅薄板力學(xué)性能試驗(yàn)研究[J]. 張賽軍,龔小龍,李健強(qiáng),周馳,袁寧.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(10)
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[3]不同晶體取向下納米壓痕的多尺度模擬[J]. 王華滔,秦昭棟,倪玉山,張文.  物理學(xué)報(bào). 2009(02)
[4]氬離子轟擊還原三氧化鎢納米線薄膜的光電子能譜研究[J]. 龔力,劉笑,謝方艷,張衛(wèi)紅,陳建.  分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2009(01)
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[6]面心純鋁單向拉伸的晶體塑性學(xué)有限元模擬[J]. 皮華春,韓靜濤,章傳國(guó),A.K.Tieu,姜正義.  塑性工程學(xué)報(bào). 2007(01)
[7]純鋁單向壓縮過(guò)程的晶體塑性有限元模擬[J]. 皮華春,韓靜濤,章傳國(guó),李賀杰,A K Tieu,姜正義.  機(jī)械工程材料. 2006(11)
[8]應(yīng)變梯度塑性理論模擬晶粒尺寸對(duì)鋁多晶體強(qiáng)度的影響[J]. 周麗,李守新,柯偉.  金屬學(xué)報(bào). 2006(07)

博士論文
[1]FCC金屬冷加工織構(gòu)演變的晶體塑性有限元模擬[D]. 司良英.東北大學(xué) 2009

碩士論文
[1]樣品厚度及預(yù)疲勞變形對(duì)粗晶純鋁單向拉伸行為的影響[D]. 盧蒙.東北大學(xué) 2012
[2]面心立方多晶體塑性變形有限元模擬[D]. 伊興華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



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