脈沖電沉積納米晶Co-Ni合金相變及納米孿晶形成機(jī)制研究.pdf

1、材料的晶粒尺度在納米級(jí)別時(shí)會(huì)在力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)以及化學(xué)催化等各個(gè)方面顯示出優(yōu)越的性能。然而，要保持納米晶材料的性能要求其晶粒尺寸及相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。通常，在加熱的過程中納米晶材料都會(huì)發(fā)生晶粒長(zhǎng)大的過程，金屬材料在溫度變化或是形變過程中往往還會(huì)發(fā)生相結(jié)構(gòu)變化，這些都會(huì)對(duì)納米晶材料的性能造成影響。因此，研究納米晶材料的晶粒長(zhǎng)大和相變以及其相互間的影響有重要作用。
　　納米材料中納米孿晶等亞結(jié)構(gòu)的引入可以對(duì)其各方面的綜合性能進(jìn)行進(jìn)一步

2、優(yōu)化。近些年來的研究對(duì)納米孿晶金屬的一些基本力學(xué)性能、物理性能已有初步的認(rèn)識(shí)。但有關(guān)納米孿晶強(qiáng)化機(jī)理和納米孿晶金屬的發(fā)展還面臨許多挑戰(zhàn)，包括發(fā)展納米孿晶金屬的制備方法及工藝等。
　　本文通過脈沖電沉積方法制備了成分可控的納米晶Co-Ni合金，經(jīng)過退火和拉伸后觀察到了納米孿晶結(jié)構(gòu)。研究的內(nèi)容主要為三個(gè)部分：1.納米晶C o-Ni合金的脈沖電沉積制備；2.納米晶C o-Ni合金的晶粒長(zhǎng)大與相變；3.納米孿晶的形成及性能。
　　利

3、用DSC、XRD和TEM等手段研究了脈沖電沉積方法制備的納米晶Co-Ni合金在升溫及拉伸過程中的結(jié)構(gòu)變化，包括晶粒長(zhǎng)大和相變。結(jié)果顯示納米晶粒對(duì)Co-Ni合金中的HCP→FCC相變具有抑制作用，而晶粒長(zhǎng)大過程和該相變則相互促進(jìn)。因此，納米晶Co-Ni合金中晶粒長(zhǎng)大與 HCP→FCC相變總是同時(shí)發(fā)生，這一耦合過程可以被溫度或形變所觸發(fā)，觸發(fā)的條件為足夠高的溫度或足夠大的應(yīng)變量。
　　納米晶Co-Ni合金經(jīng)過晶粒長(zhǎng)大與 HCP→FCC

4、相變后形成了納米孿晶結(jié)構(gòu)，其晶粒直徑為幾百納米而孿晶片層厚度為40nm左右，晶粒內(nèi)部的納米孿晶具有很高的密度以及不同的取向。對(duì)納米孿晶的形成機(jī)制及性能的研究顯示該納米孿晶結(jié)構(gòu)在晶粒長(zhǎng)大與相變共同作用下形成，兩種結(jié)構(gòu)變化缺一不可。這一通過晶粒長(zhǎng)大與相變的耦合過程獲得納米孿晶結(jié)構(gòu)的方法如果可以推廣到其他的體系中，將為制備高質(zhì)量納米孿晶材料提供了新的思路和方法。同時(shí)，具有納米孿晶結(jié)構(gòu)的Co-Ni合金在4.2K至1000K超寬溫度范圍內(nèi)顯示出結(jié)