單晶制備是深入認(rèn)識晶體基本物性參數(shù)的必要前提,對于某些材料,如存在同素異形體轉(zhuǎn)變的純金屬或凝固偏析嚴(yán)重的合金材料,傳統(tǒng)的熔體結(jié)晶法并不適用于制備其單晶體。利用臨界應(yīng)變條件下的固態(tài)再結(jié)晶過程是制備該類材料單晶體的重要關(guān)鍵之一,但目前對其研究很少。本文針對具有不同初始晶粒尺寸的純鋁與Al-1.8at.%Ga合金在小變形條件下的再結(jié)晶行為進(jìn)行了研究,明晰了初始晶粒尺寸與鎵元素添加對小變形條件下純鋁再結(jié)晶行為的影響,并分析了造成該影響的原因,為臨界應(yīng)變再結(jié)晶法單晶制備技術(shù)提供了指導(dǎo)。不同變形量粗晶純鋁的退火再結(jié)晶實驗可以得到關(guān)于再結(jié)晶臨界應(yīng)變量的結(jié)論。0～10%壓縮的粗晶純鋁試樣經(jīng)退火30min處理后的晶粒尺寸分析結(jié)果表明,隨著壓縮變形量的增加,退火30min后的晶粒尺寸呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,最大晶粒尺寸處對應(yīng)的變形量即為該條件下的臨界應(yīng)變量。當(dāng)變形量小于再結(jié)晶臨界應(yīng)變量時,試樣中僅出現(xiàn)回復(fù),回復(fù)延緩了晶粒粗化的過程,因而所得晶粒尺寸相對較小;而當(dāng)變形量稍大于再結(jié)晶臨界應(yīng)變量時,形成極少量再結(jié)晶核心,其吞并形變基體而最終長成粗大晶粒;當(dāng)變形量遠(yuǎn)大于再結(jié)晶臨界應(yīng)變量時,大量再結(jié)晶核心形成,再結(jié)... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１再結(jié)晶示意圖：（ａ）形核過程；（ｂ）核心長大過程Ｗ??

大變形條件下再結(jié)晶的形核機(jī)理主要是顆粒激發(fā)形核［１２１以及亞晶粗化［１３１。小變形條??件下再結(jié)晶的形核機(jī)理主要為應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移形核（Ｓｔｒａｉｎ?Ｉｎｄｕｃｅｄ?Ｇｒａｉｎ?Ｂｏｕｎｄａｒｙ??Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ，?Ｓ１ＢＭ）。圖１．２給出了應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移形核的過程［１４］，形核前提是大角度??界面兩側(cè)存在較大的位向梯度，位錯密度低的區(qū)域長入相鄰位錯密度高的晶粒中，形成??幾乎無應(yīng)變硬化的“舌狀物”，這個膨脹的亞晶就是再結(jié)晶核心??Ｇｒ３ｉｎ１?Ｖ?＾??（ａ）?（ｂ）??（Ｃ）?（ｄ）??圖１．２應(yīng)變誘發(fā)晶界遷移形核（ＳＩＢＭ）示意圖：（ａ）ＳＩＢＭ機(jī)制下區(qū)分髙儲存能晶粒（ｆｊ和低儲??存能晶粒（￡２）的界面：（ｂ）遷移界面后方的位錯拖曳現(xiàn)象；（ｃ）、（ｄ）無位錯的遷移界面Ｍ??同時，小變形條件下的再結(jié)晶行為與大變形條件下的再結(jié)晶行為也有明顯的差異。??肖菊珍等ｎｗ基于工業(yè)純鋁再結(jié)晶行為的研究表明，形變量小于６％時，再結(jié)晶晶粒尺寸??３??

與退火溫度有關(guān)，相同變形量下，退火溫度越高，再結(jié)晶結(jié)束時得到的晶粒尺寸越��；??然而形變量增加到８％以上后，再結(jié)晶晶粒尺寸與退火溫度無關(guān)，而主要取決于形變量（見??圖１．３），這種差異可能源于不同變形條件下再結(jié)晶形核機(jī)制的不同。??４０，???—６２０＂Ｃ??ｉ３〇－Ｖ，?＼?二＝??丨：：動??０?２?４?６?８??Ｓｔｒａｉｎ?／％??圖１．３不同退火溫度下，冷加工變形量與再結(jié)晶后平均晶粒尺寸的關(guān)系曲線＾??從再結(jié)晶形核與晶粒長大動力學(xué)來推測，由于形核率和長大速率均符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ??公式［丨９］：??Ｎ?＝?／Ｖ〇ｅｘｐ?（?－?Ｑｎ／ＲＴ）?（１－１）??Ｇ?＝?Ｇ〇ｅｘｐ?（?－?Ｑｇ／ＲＴ）?（１－２）??其中，々是形核率，￣（）是再結(jié)晶剛完成時的晶粒數(shù)，是形核激活能，Ｒ是氣體常數(shù)，??Ｔ是開式開爾文Ｋｅｌｖｉｎ溫度。Ｇ是長大速率，ＧＱ是再結(jié)晶剛完成時的長大速率，是長??大激活能，Ｒ是氣體常數(shù)，ｒ是開式開爾文Ｋｅｌｖｉｎ溫度。??根據(jù)實驗測得形核率和長大速率后

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]雜質(zhì)元素鎵對工業(yè)純鋁及鋁合金組織性能的影響研究[D]. 林金平.上海交通大學(xué) 2009



本文編號：3442695