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(gè)世紀(jì)納米材料出現(xiàn)開(kāi)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(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度、硬度更高、耐腐蝕性能更好等優(yōu)點(diǎn)，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(lái)吸引了越來(lái)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(diǎn)，它非常簡(jiǎn)單，并可以制備高密度、無(wú)孔洞、組織可控的納米材料和復(fù)合材料。在金屬中適當(dāng)?shù)募尤氲诙嗔Ｗ涌梢约?xì)化基體晶粒，并起到阻礙晶粒長(zhǎng)大的作用，達(dá)到

2、穩(wěn)定材料在變形過(guò)程中組織的目的。本文在電沉積時(shí)在鍍液中添加與基體尺寸相匹配的納米Al2O3顆粒，通過(guò)超塑性拉伸實(shí)驗(yàn)，熱處理和超塑性脹形實(shí)驗(yàn)，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(duì)不同鍍液成分制備的材料的基本性能進(jìn)行了分析。平均電流密度為2A/dm2，溫度為50℃時(shí)，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(xì)小，氧化鋁顆粒對(duì)鍍層的細(xì)化作用明顯。
　　通過(guò)Al2O3/Ni-Mn納米復(fù)合材料的拉伸實(shí)驗(yàn)研究了該材料的超塑性。拉伸實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析，得到的最佳材料的的延伸率達(dá)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(dá)到最大時(shí)的溫度為500℃，也就是0.35Tm，可見(jiàn)該材料可實(shí)現(xiàn)低溫超塑性。
　　借助DSC和SEM，對(duì)Al2O3/Ni-Mn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(zhǎng)大推遲，說(shuō)明材料有較高的熱穩(wěn)定性，但經(jīng)過(guò)熱處理的材料晶粒仍然不可避免地出現(xiàn)了長(zhǎng)大現(xiàn)象。初步分析了過(guò)高溫度下拉伸時(shí)過(guò)早斷裂的原因。
　　通過(guò)超塑自由脹形實(shí)驗(yàn)分析Al2O3/Ni-Mn納米復(fù)合材料的超塑成形性