電沉積制備Al2O3-Ni-Mn納米復(fù)合材料的超塑性研究.pdf

1、從上個世紀納米材料出現(xiàn)開始，納米材料就已經(jīng)吸引了人們的注意。納米晶體材料比微米晶有更高屈服強度和斷裂強度、硬度更高、耐腐蝕性能更好等優(yōu)點，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。在眾多的制備納米材料的方法中，電沉積技術(shù)近年來吸引了越來越多的注意，主要是由于電沉積技術(shù)在制備納米材料方面具有其它技術(shù)所不能及的優(yōu)點，它非常簡單，并可以制備高密度、無孔洞、組織可控的納米材料和復(fù)合材料。在金屬中適當?shù)募尤氲诙嗔Ｗ涌梢约毣w晶粒，并起到阻礙晶粒長大的作用，達到

2、穩(wěn)定材料在變形過程中組織的目的。本文在電沉積時在鍍液中添加與基體尺寸相匹配的納米Al2O3顆粒，通過超塑性拉伸實驗，熱處理和超塑性脹形實驗，比較不同成分鍍液所制備的材料，確定了最佳的鍍液成分，并研究了Al2O3/Ni-Mn納米復(fù)合材料的超塑性。
　　用電沉積的方法制備了Al2O3/Ni-Mn納米復(fù)合材料，并對不同鍍液成分制備的材料的基本性能進行了分析。平均電流密度為2A/dm2，溫度為50℃時，制備得到的Al2O3/Ni-Mn納米

3、復(fù)合材料的平均晶粒尺寸為60nm，比電沉積Ni-Mn合金的平均晶粒尺寸75nm更細小，氧化鋁顆粒對鍍層的細化作用明顯。
　　通過Al2O3/Ni-Mn納米復(fù)合材料的拉伸實驗研究了該材料的超塑性。拉伸實驗的溫度分別為室溫，270℃，500℃和600℃，應(yīng)變速率范圍為1.67×10-3s-1，5×10-3s-1和8.3×10-3s-1，基于實驗結(jié)果和分析，得到的最佳材料的的延伸率達到570％。延伸率最高的這種材料相應(yīng)的鍍液成分為即氧化

4、鋁含量為10g/l，硫酸錳含量為5g/l。延伸率達到最大時的溫度為500℃，也就是0.35Tm，可見該材料可實現(xiàn)低溫超塑性。
　　借助DSC和SEM，對Al2O3/Ni-Mn納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能進行了研究。實驗表明晶粒長大推遲，說明材料有較高的熱穩(wěn)定性，但經(jīng)過熱處理的材料晶粒仍然不可避免地出現(xiàn)了長大現(xiàn)象。初步分析了過高溫度下拉伸時過早斷裂的原因。
　　通過超塑自由脹形實驗分析Al2O3/Ni-Mn納米復(fù)合材料的超塑成形性