電沉積制備Al2O3-Ni-Co納米復(fù)合材料的超塑性研究.pdf

1、納米材料由于其具有特殊和優(yōu)異的物理和力學(xué)性能，成為材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。脈沖電沉積非常簡單，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，是超塑性研究中的理想模型材料，但是在變形時(shí)納米純金屬的晶粒由于晶界缺乏釘扎元素而容易長大，在一定程度上損失了材料良好的納米效應(yīng)。納米增強(qiáng)相的加入可以細(xì)化基體晶粒，并起到阻礙晶粒長大的作用，達(dá)到在變形過程中穩(wěn)定材料組織的目的。本文采用脈沖電沉積方法制備了含不同Al2O3顆粒的Al2O3/Ni

2、-Co納米復(fù)合材料，研究添加劑、Al2O3顆粒對材料組織、力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的影響，通過超塑單向拉伸實(shí)驗(yàn)研究Al2O3/Ni-Co納米復(fù)合材料的超塑性。
　　采用脈沖電沉積的方法制備了Al2O3/Ni-Co納米復(fù)合材料，并對不同成分制備所得材料的基本性能進(jìn)行了分析。平均電流密度為2A/dm2，溫度為50℃時(shí)，以1,4丁炔二醇為添加劑制得材料晶粒為180nm；以糖精為添加劑，加入20nm、50nm、100nmAl2O3顆粒所得材料晶

3、粒分別為35nm、25nm、40nm，大部分晶粒呈等軸狀。糖精的細(xì)化效果明顯優(yōu)于1,4丁炔二醇，Al2O3對材料也有明顯的細(xì)化效果。
　　借助DSC和SEM，對Al2O3/Ni-Co納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)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。
　　通過拉伸實(shí)驗(yàn)研究Al2O3/Ni-Co納米復(fù)合材料和Ni-Co納米材料的超塑性。拉伸實(shí)驗(yàn)溫度分別為450

4、℃、500℃、550℃，應(yīng)變速率范圍為8.33×10-4s-1，1.67×10-3s-1和1.67×10-2s-1，基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析，含50nmAl2O3顆粒材料低溫超塑性最優(yōu)，在550℃得到的最佳材料的的延伸率達(dá)到632％。
　　通過SEM分析Al2O3/Ni-Co納米復(fù)合材料和Ni-Co納米材料在超塑拉伸時(shí)的斷口，分析其斷裂特征、晶粒運(yùn)動(dòng)特征以及位錯(cuò)、硫元素偏析對超塑變形的協(xié)調(diào)作用。溫度是誘發(fā)超塑變形時(shí)晶粒長大的主要因素。A