纯al纳米晶体材料的力学性能研究

《纯al纳米晶体材料的力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据纯Al纳米晶体材料的力学性能研究67StudyontheMechanicalPropertiesofPureBulkA1withNanocrystalline陶静梅，黄素贞，徐孟春，李才巨，朱心昆(昆明理工大学材料与冶金工程学院，昆明650093)TA0Jing-mei，HUANGSu—zhen，XUMeng—chun，LICai—ju，ZHUXin-kun(FacultyofMaterialsandMetallurgicalEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650

2、093，China)摘要：以纯铝粉(99．7％)为原料，采用不同的球磨参数(球料比、球磨时间)，利用高能球磨法在室温下制备了具有纳米晶粒的纯Al体材料。通过X射线衍射(XRD)及显微硬度等手段，对不同球磨工艺参数下制备的纯Al体材料的晶粒尺寸及力学性能进行了测试和分析，并对样品的晶粒尺寸与硬度之间的关系进行了深入的探讨。研究发现，所制备的纯Al纳米晶体材料的平均晶粒尺寸在47～66nm范围内；随着球磨时间的延长，样品的显微硬度呈现出先升高后降低再升高的趋势，并在球磨时间为5h时，球磨样品的硬度达到最高值；屈服强度与晶粒尺寸之间符合正的Hall—Petch关

3、系。关键词：高能球磨；纯Al纳米晶#显微硬度；晶粒尺寸，Hall—Petch关系中图分类号：TGll3文献标识码：A文章编号：1001—4381(2009)06—0067—06Abstract：PurebulkA1withgrainsizeintherangeofnanoscalewaspreparedthroughhighenergyballmillingusingpureA1powderasrawmaterial，andsamplespreparedwithdifferentmillingparam—etersincludingmillingtimea

4、ndmillingratio，etc．werecompared．ThegrainsizeandmechanicalpropertiesofpurebulkAIafterballmillingweremeasuredbymeansofXRDandmicrohardnesstest—er。andtherelationshipbetweentheaveragegrainsizeandthemicrohardnesswasalsoinvestigated．Astheresultsshow，theaveragegrainsizeofthesamplesareinth

5、erangeof47nmto66nmafterballmilling，andthemicrohardnessofthesamplesincreasesfirstandthendecreasesandatlastincreasesagainwiththeelongatingofballmillingtime，andthemicrohardnessofthesamplesreachesthemaxi—mumvaluewhentheballmillingtimeis5h．TheyieldstrengthandthegrainsizeaccordwiththeHa

6、ll—Petchrelation．Keywords：high—energyball—milling；pureA1withnanocrystalline；microhardness；grainsize；Hall—Petchrelation目前，制备纯Al纳米材料的方法很多，但对纯A1纳米晶块体材料的研究却并不多，主要原因是制备纯Al纳米晶块体材料存在一定的困难，尤其是制备出足够大的体材料，以便用于分析研究纯Al纳米材料的力学性能就更难。纯Al纳米材料的制备方法主要包括机械合金化法(高能球磨)(MechanicalAlloying，MA)[1]，物理气相沉积法

7、(PhysicalVaporDeposition，PVD)[2]，等离子激光气相(H2)合成法(H。PlasmaEvaporation)[3]，严重塑性变形(SeverPlasticDeform-ation，SPD)[幻等。由于这些方法各自的特点，也使得制备的纳米材料性能各异。为了深入研究纯Al纳米材料的性能，特别是力学性能，就必须尽可能制备出密度接近或达到理论密度，组织缺陷较少的具有纳米晶粒的体材料。高能球磨法设备简单，操作简便，近年来又发现通过高能球磨法可制备得到纳米晶体材料嘲因而引起了越来越多研究者的关注。本工作采用高能球磨法制备了纯Al纳米晶体材料

8、，通过优化工艺参数获得了密度较高，组织缺陷较少的纳米晶体材料，并分