本論文采用脈沖電沉積的方法制備出具有不同鈷含量的超細晶單/雙相Ni-Co合金。選取Ni-20Co、Ni-50Co、Ni-70Co和Ni-80Co四種特征成分的Ni-Co合金,（其中20、50、70和80代表的是質量分數(shù)）,利用能譜儀（EDS）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）和高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）等檢測手段對其成分、表面形貌及微觀結構等進行詳細的表征分析。通過系統(tǒng)的微納力學測試和摩擦磨損實驗探究了合金的力學性能、變形強化機制、摩擦學性能和磨損機理。主要研究成果如下:（1）隨著鍍液中Co²⁺含量的增加,合金鍍層中的Co含量也逐漸增加,相應的合金表面由金字塔形晶粒形貌轉變?yōu)榍蛐涡蚊?并最終逐漸轉變?yōu)闃渲畲伢w形貌。Ni-20Co和Ni-50Co合金為FCC單相結構,Ni-70Co和Ni-80Co合金是FCC+HCP雙相混合結構,HCP相的含量分別為2%和17.7%。合金的晶粒尺寸都在200 nm左右,屬于超細晶范疇。晶粒內部存在大量的納米孿晶和堆垛層錯等亞結構,其中Ni-50Co合金孿晶密度最大,納米孿晶與層錯連... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同納米金屬材料晶粒尺寸與拉伸塑性的關系[23]

第1章緒論5圖1.2Ni應變速率敏感系數(shù)與晶粒尺寸關系圖[24]Fig.1.2StrainratesensitivityplotforNiasafunctionofgrainsize通過材料的應變速率敏感系數(shù)m和激活體積V，來判斷研究材料的變形機制[25-27]。傳統(tǒng)粗晶FCC結構金屬材料，V值大約在100-1000b3，，變形主要是由位錯滑移所主導，然而對于納米結構材料，變形機制不再是簡單的位錯交滑移，而是由多種機制共同作用。粗晶Ni應變速率敏感系數(shù)約為0.001-0.004，納米晶Ni應變速率敏感系數(shù)增加了約100倍，大約為0.01-0.03，但是V卻沒有縮小到幾b3，這是因為變形機制并沒有單純的由位錯滑移轉變?yōu)榫Ы缁�，而是晶界吸收了部分位錯，并且發(fā)生了一個熱激活過程。通過力學解析模型分析，Asaro等人[27]認為絕對意義上的納米材料晶界發(fā)射的位錯激活體積應該3-10b3。所以目前納米結構材料的變形機理研究大多采用m值和V值來推斷，研究表明對于超細晶（晶粒尺寸在100-500nm）金屬材料來說，晶體內位錯的產生及運動是變形的主要體現(xiàn)，當材料內部有著納米孿晶或者第二相顆粒出現(xiàn)和分布時，變形機制不再由位錯運動控制，而是因具有較高的晶界體積分數(shù)轉變?yōu)橛晌诲e運動、晶界原子擴散和晶界滑移共同作用所主導。

第1章緒論7圖1.3大塑形變形法的裝置示意圖：（a）高壓扭轉；（b）等通道角擠壓Fig.1.3SchematicdrawingsofSPD:(a)HPT;(b)ECAE/ECAP圖1.3（a）給出的是高壓扭轉變形法的裝置示意圖，該方法是在1985年被發(fā)現(xiàn)提出[29,30]。該裝置主要由固定的模具和運動的壓頭組成。其制備過程如下：將材料固定在模具，在幾個GPa的壓力作用下，材料產生劇烈的塑性變形。同時，下面的模具同步開始轉動，使粗晶材料在巨大的剪切力作用下粉碎成納米級別的微粒。采用SPTS方法可以制備出平均晶粒尺寸在100nm左右的等軸晶粒的樣品，主要適用于直徑在10-20mm，厚度在0.2mm-0.5mm的圓柱形試樣，無法用于大尺寸樣品的加工制作。圖1.3（b）給出的是ECAP法的裝置示意圖，該方法是最早在上個世紀80年代由Segal等人[31]提出的。最初該方法不是為了制備納米材料的，直至上個世紀90年代初期，才被研究者完善發(fā)展并大量應用在制備超細晶納米結構材料上。顯而易見其模具中有兩個相互交截的等截面通道，夾角大于等于90°。具體工藝流程如下：將傳統(tǒng)粗晶材料從模具上端放入，施加載荷使材料經過90°的彎折從另一邊壓出，材料在彎折的過程中經歷了劇烈的剪切變形，材料組織結構發(fā)生了顯著的變化，在材料內部可以形成亞微米甚至納米結構。同一試樣重復上述過程，便可以實現(xiàn)晶粒細化，制得納米結構塊體材料。由于采用SPD法制備的材料晶粒在巨大的外力作用下明顯細化，導致材料的強度和硬度都會明顯增高。例如，經ECAP法擠壓制造的工業(yè)純鈦[32]，強度在擠壓前

【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米材料制備方法及其研究進展[J]. 劉珍,梁偉,許并社,市野瀨英喜.  材料科學與工藝. 2000(03)

碩士論文
[1]電沉積制備納米晶鎳基合金材料及性能研究[D]. 趙亞亞.長春工業(yè)大學 2016



本文編號：3481271