塊體納米鋁晶體材料的組織與性能.pdf

1、本研究采用低溫球磨結(jié)合真空熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了塊體納米Al晶體材料，并加入硬質(zhì)Al2O3顆粒來進(jìn)一步提高該材料的強(qiáng)度和硬度。利用X射線衍射以及透射電鏡對(duì)材料的微觀組織進(jìn)行了分析和觀察，對(duì)所制備塊體納米材料的密度、顯微硬度和拉伸性能進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，當(dāng)球磨時(shí)間從8h增加到14h時(shí)，納米Al粉末顆粒的晶粒尺寸從55nm減小到43 nm，微觀應(yīng)變從0．0272％增至0．0759％。經(jīng)致密化處理后，該材料的晶粒尺寸從115 nm減小到71 n

2、m。熱擠壓后的塊體納米Al及Al-Al2O3晶體材料的相對(duì)密度都達(dá)99．4％以上。其中，兩種材料的最高顯微硬度分別為1．02和1．22 GPa，比粗晶Al的顯微硬度分別提高了3和3．6倍。塊體納米Al的最高屈服和抗拉強(qiáng)度分別為165和243 MPa，比粗晶1050純Al的屈服和抗拉強(qiáng)度分別提高了7．5和3．2倍。塊體納米Al-Al2O3的最高和抗拉強(qiáng)度分別為242和305 MPa，比在相同工藝條件下制備的塊體納米Al分別提高了47和20

3、％。當(dāng)平均晶粒尺寸小于223 nm時(shí)，塊體納米Al晶體材料的屈服強(qiáng)度與晶粒尺寸之間的關(guān)系為σ'=71．8+1．8D-1/2。塊體納米Al的最大彈性模量為71．8 GPa，比粗晶Al的彈性模量提高了4％，在相同工藝條件下，塊體納米Al-Al2O3的最大彈性模量為76．8 GPa，比塊體納米Al提高了7％。塊體納米Al及Al-Al2O3晶體材料的最小延伸率分別為6．4和5．8％，只有粗晶Al延伸率的16和15％。兩種材料的相對(duì)密度、顯微硬度