SiCp-Ni納米復合材料電沉積法制備和超塑性能研究.pdf

1、納米材料內部存在大量的晶界，使其在力、電、磁等方面具有比微米級材料更加優(yōu)良的性能。電沉積方法可以生產高密度無缺陷的純金屬納米材料及復合材料，為研究與組織密切相關的超塑性提供了物質基礎。眾所周知，在純納米Ni中加入納米尺度SiC顆?？梢约毣w晶粒，并起到阻礙晶粒長大的作用，從而達到穩(wěn)定材料在變形過程中組織的目的，加上納米SiC顆粒尺寸與基體尺寸的匹配，都會對材料性能產生有益的影響。為了研究SiCp/Ni納米復合材料的性能，超塑變形行為及

2、SiC顆粒的加入對材料性能尤其是超塑性能的影響，本文采用電沉積法制備了SiCp/Ni納米復合材料，并進行了超塑拉伸實驗、納米壓痕/劃痕實驗、熱處理、超塑脹形實驗及FEM模擬等方面的研究。 采用脈沖電沉積法制備了SiCp/Ni納米復合材料，研究了電流密度、添加劑、SiC顆粒添加量對鍍層的厚度、表面形貌及鍍層SiC顆粒含量的影響。實驗制得高密度無缺陷、平均晶粒約為42nm的SiCp/Ni納米復合材料。采用拉伸試驗，對SiCp/Ni納

3、米復合材料的超塑性能進行了研究，分析了溫度和應變速率的變化對材料流動應力及超塑性的影響，實現了SiCp/Ni納米復合材料的高應變速率低溫超塑性。通過對材料拉伸斷口、試樣表面形貌及變形后組織的SEM觀察，分析了材料的斷裂特征，并對變形過程中的組織變化進行了闡釋。采用XRD分析了材料變形前后結構的變化，分析了材料的氧化。通過組織觀察及分析，對材料的超塑變形機制進行了初步探討。采用納米壓痕實驗，以恒定加載速度的方式研究了SiCp/Ni納米復合

4、材料及經過300％和400％變形的試樣的室溫機械性能，分析了變形對材料的硬度、模量的影響，闡釋其中的原因。還通過納米劃痕實驗研究了變形對材料的摩擦磨損性能的影響。 采用常規(guī)熱處理爐，在410℃和450℃對SiCp/Ni納米復合材料進行熱處理，分析了相同時間和溫度條件下材料晶粒靜態(tài)和動態(tài)長大情況，分析了變形對晶粒長大的影響。發(fā)現靜態(tài)晶粒長大對時間和溫度都不如動態(tài)晶粒長大敏感，變形對晶粒長大的影響隨著應變速率的增大而減小，提高組織穩(wěn)