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納米材料結(jié)構(gòu)的發(fā)展！
項(xiàng)目研究內(nèi)容介紹
研究納米材料的制備科學(xué)原理和技術(shù)關(guān)鍵，研究和發(fā)展惰性氣體蒸發(fā)-原位冷壓及其后處理法、電解沉積法和超聲氣體霧化/熱致密法等多種制備及處理工藝。研究金屬研究獲得三維大尺寸納米金屬材料的制備工藝技術(shù)。研究金屬納米體材料奇異力學(xué)性能的起因及微觀結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系；納米體材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及控制。開展金屬及合金納米體材料的綜合力學(xué)性能的測(cè)試，并對(duì)金屬納米材料的力學(xué)性能行為進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。
研究進(jìn)展
塊體納米金屬材料的制備與力學(xué)性能在對(duì)電解沉積塊體納米晶體Cu各項(xiàng)力學(xué)性能研究工作的基礎(chǔ)上，深入研究了不同軋軋制變形量時(shí)，納米晶Cu樣品的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其宏觀拉伸性能的影響。室溫拉伸結(jié)果表明，隨軋制變形量的增加，納米晶體Cu樣品的強(qiáng)度增加（可高達(dá)420 MPa），塑性大幅度降低，zui明顯的變化是軋制態(tài)納米晶體Cu材料在拉伸過程中幾乎沒有加工硬化效應(yīng)，這說明納米晶體材料的力學(xué)性能在一定程度上取決于其微觀結(jié)構(gòu)。同時(shí)，通過納米晶Cu樣品的原位拉伸實(shí)驗(yàn)也進(jìn)一步證實(shí)了這一觀點(diǎn)。探索高強(qiáng)度納米純銅的電解沉積制備工藝并進(jìn)行力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)分析。通過改變電解沉積電流密度、電解液配比、基片結(jié)構(gòu)等一系列參數(shù)，制備出硬度高于2.0GPa的納米純銅樣品，系統(tǒng)地力學(xué)性能測(cè)試及結(jié)構(gòu)分析正在進(jìn)行之中。2．金屬材料的表面納米化分別在Fe、304不銹鋼及Al合金樣品中利用微觀結(jié)構(gòu)表征手段深入系統(tǒng)地研究了表面機(jī)械研磨處理（SMAT）過程中晶粒細(xì)化機(jī)制，結(jié)果表明，對(duì)于高層錯(cuò)能金屬及合金（如Fe、Al合金），晶粒細(xì)化通過位錯(cuò)的產(chǎn)生和運(yùn)動(dòng)形成位錯(cuò)墻或位錯(cuò)墻或位錯(cuò)脆，并進(jìn)一步演化成為亞晶界和晶界，從而實(shí)現(xiàn)晶粒的不斷細(xì)化。而對(duì)于低層錯(cuò)能金屬（如304不銹鋼），彎晶的形成和相互交割使原來的粗晶組織不斷細(xì)化，zui終獲得納米結(jié)構(gòu)。對(duì)經(jīng)表面納米化處理后的純鐵樣品進(jìn)行表面滲氮處理，結(jié)果表明在300°C/9小時(shí)條件下可獲得約10mm厚的氮化物層，此滲氮溫度遠(yuǎn)低于常規(guī)滲氮溫度（500~550°C），說明表層納米結(jié)構(gòu)可大幅度促進(jìn)表面滲氮過程，為滲氮工藝的發(fā)展及應(yīng)用開辟了新的空間，有關(guān)論文已被美國《Science》周刊接受發(fā)表。3．納米復(fù)合材料的制備與性能本階段著重開展了具有寬過冷液態(tài)溫區(qū)及高玻璃穩(wěn)定性的非晶態(tài)鋁合金新體系的研制工作。根據(jù)獲得高非晶形成能力（GFA）的多元化理論，設(shè)計(jì)并制備出Al-Ni-Y-Co-Fe/Al-Ni-Y-Co-Si兩種具有寬過冷液態(tài)溫區(qū)的鋁基非晶合金，研究了其結(jié)構(gòu)與熱穩(wěn)定性。針對(duì)納米鋁合金樣品易氧化等特點(diǎn)，提出和發(fā)展了集粉末予處理、予壓實(shí)、高溫加壓成型于一體的新型納米鋁合金熱成型技術(shù)（相關(guān)申請(qǐng)之中）。發(fā)展了利用霧化干燥法制備重合金W-Ni-Fe納米復(fù)合粒子（W含量90~97wt.[%]），大幅度降低了燒結(jié)溫度。
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