?

用戶名:

密碼:

2015年
領航新征程:新時代青年工作怎么干?習近平提出 2018年第六屆“中國有色金屬地質找礦成果獎”評 我們來展望一下2018年光伏市場的發展前景 科技創新:2018年中國有色金屬工業科學技術獎評
習主席十九大報告——全面深化改革取得重大突 氰化尾渣無害化處理帶來的環保難題 長杰過濾氰 2016年度中國有色金屬工業科學技術獎評審通過項 省管干部任前公示公告 12名同志擬任新職——恭
發改委出臺:自備電廠整治方案 有望使2018年火電 2015年中國有色金屬工業科學技術獎評審結果公示 重磅消息|第六屆中國物料搬運技術與設備發展論 昭通市與云南冶金建設年產70萬噸電解鋁生產線項
國資委黨委召開中央企業警示教育大會 堅決貫徹 工程與材料科學部2018年度國家自然科學基金、評 《廣西鋁產業二次創業中長期方案》印發實施 中央紀委駐國資委紀檢組印發《關于加強中央企
云南昭通70萬噸電解鋁項目突陷輿論漩渦 武漢科技大學青年教師姚凱以第一作者在《Natu 【重磅消息】新能源備受各界關注 新能源材料與 發改委關于《清理整頓電解鋁行業違法違規項目
相關圖文
科研:西安交大納米鋁孿晶變形獲重要進展
科研:西安交大納
科研:西安交大納米鋁孿晶變形獲重要進展...
共30個!2019年福建省重點實驗室擬認定名單出爐
共30個!2019年福建
共30個!2019年福建省重點實驗室擬認定名單出爐...
好消息:理化所制備出電學各向異性的柔性液態金屬薄膜
好消息:理化所制
好消息:理化所制備出電學各向異性的柔性液態金屬薄膜...
前沿:FOM值超80000!我國印刷金屬網格透明導電膜獲新進展
前沿:FOM值超800
前沿:FOM值超80000!我國印刷金屬網格透明導電膜獲新進展...

當前位置:主頁 > 新聞資訊 > 行業資訊 >

科研:西安交大納米鋁孿晶變形獲重要進展

2019-06-14 11:44 作者:wlgc0812 來源:有色技術平臺 瀏覽:

摘要:科研:西安交大納米鋁孿晶變形獲重要進展...

   科研:西安交大納米鋁孿晶變形獲重要進展

納米孿晶作為一種特殊的微觀組 織可為金屬材料帶來諸如高強度、高電導、高穩定性等優異的性能,近年來一直是行業內的研究熱點。但迄今為止,相關研究大多局限于具有中、低層錯能的金屬材料(如和銀),在具有高層錯能的金屬(如鋁)中則很難形成納米孿晶組 織。尤其是對于工業上廣泛使用的鋁及鋁合金而言,如果能形成納米孿晶組 織,則有望大幅度提高其強度,從而擴寬其應用范圍。

有研究人員通過將鋁(Al)與低層錯能金屬銀(Ag)復合,制備出Ag/Al納米多層膜,通過層間共格界面的模板效應,使銀層中形成的納米孿晶越過界面直接生長到鋁層中,因此獲得了納米孿晶鋁。這種制備方法工藝復雜、條件嚴苛,同時需要利用低層錯能金屬作為孿晶源以誘發孿晶生長,其實際應用受到限制。如何能在更加簡單的條件下制備納米孿晶鋁目前仍是國際性難題,相關研究具有重要的理論意義與實用價值。

西安交大納米鋁孿晶變形獲重要進展

針對上述問題,西安交大金屬材料強度國家重點實驗室孫軍教授團隊博士研究生左家棟、青年教師張金鈺教授、劉剛教授與何成副教授合作,采用磁控濺射方法制備了納米結構的鋁/非晶氮化鋁(Al/AlN)多層膜,并在鋁層中觀察到了明顯的納米孿晶(上圖a)和9R相(上圖b)。9R相是一種擴展的非共格孿晶界,具有周期性排列的層錯結構。

由于在鋁中9R相比納米孿晶更不穩定,其制備難度亦高于納米孿晶,目前關于鋁中9R相的形成機理和強化效果尚不清楚。在~10nm到~200nm范圍內調控Al/AlN納米多層膜的單層厚度h,發現納米孿晶和9R相的形成隨h變化均表現出明顯的尺寸效應:(i)從當單層厚度h£~20nm時,超過70%的9R相貫穿整個Al層厚度;而當h>~20nm時,超過80%的9R相從Al/AlN相界面形成后終止于晶粒內,并沒有形成貫穿Al層厚度的結構。(ii)另一方面,納米孿晶的含量整體上隨單層厚度h的增大而增加,但是在h£~20nm時納米孿晶含量較低(<5%),而當h>~20nm時納米孿晶含量大幅提高(>~10%)。

硬度測試結果表明,隨h降低其硬度逐漸升高(上圖c中Regime I),當h達到~20nm以下時硬度出現峰值平臺(~3.8 GPa,上圖c中Regime II),這一峰值硬度約為已報道的納米鋁*高硬度的4倍。傳統上用于解釋單層厚度為十幾個納米以下金屬多層膜硬度峰值平臺的理論是界面強度模型(Interface Barrier Strength,IBS),但是該模型的預測結果與Al/AlN多層膜Regime II的實測硬度相比低了1GPa以上,這一差別來源于Regime II小層厚范圍內9R相主要為貫穿Al層厚度的結構,對位錯的運動具有強烈的阻礙作用,而在通用的IBS模型中并未考慮這一因素的影響。從硬度性能數據上可以反映出,納米鋁中的9R相強化效果非常明顯,未來有望成為鋁及其合金強化的一種重要手段。

結合XPS縱深方向逐層剝離表征技術,提出了基于異質界面物理和界面化學的Al層納米孿晶和9R相形成機理,即AlN非晶層中未成健N原子向Al層中擴散,形成了N原子從界面到層中心的梯度分布,在降低界面處局部層錯能的同時,由于梯度作用從界面處誘發了納米孿晶和9R相。由于N原子分布梯度與Al層層厚密切相關,因此形成了納米孿晶和9R相的層厚尺度效應。異質界面及其界面物理/化學將在納米疊層材料相變以及微觀組 織演變方面產生重要影響。

該研究成果日前在結構金屬材料領域國際著名學術期刊Acta Materialia(IF=6.04)上發表,西安交通大學為該論文的唯 一作者單位。本文也是該團隊近年來在納米金屬薄膜/多層膜強韌化與變形斷裂方向上所發表的第18篇Acta Materialia文章。該研究工作得到了國家自然科學基金和“111”引智計劃項目的資助。



    更多 有色金屬 行業請訪問 中冶有色技術網 (www.soipse.icu)   

 

(責任編輯:wlgc0812)
?

中冶有色技術網版權聲明:

一、本網所有的內容均屬于作者或頁面內聲明來源的人版權所有。
二、凡注明文章來源為“中冶有色技術網”的文章,均為中冶有色技術網原創或者是合作機構授權同意發布的文章。
①凡本網注明來源:中冶有色技術網 www.soipse.icu的所有文字、圖片和音視頻稿件,版權均為中冶有色技術網獨家所有,任何媒體、網站或個人在轉載使用時必須注明來源中冶有色技術網 www.soipse.icu,否則本網有權利將依法追究違反者責任。
②本網轉載并注明其他來源的稿件,是本著為讀者傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。其他媒體、網站或個人從本網轉載使用時,必須保留本網注明的稿件來源,禁止擅自篡改稿件來源,并自負版權等法律責任。違反者本網也有權利將依法追究責任。
三、如需轉載,轉載方必須與中冶有色技術網( 郵件:[email protected] 或 電話:010-88793500)聯系,簽署授權協議,取得轉載授權。
四、凡本網注明“來源:“XXX(非中冶有色技術網)”的文章,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不構成投資建議,僅供讀者參考。
五、若據本文章操作,所有后果讀者自負,中冶有色技術網概不負任何責任。
六、本站鄭重聲明:所載文章、數據僅供參考,使用前請核實,風險自負!
?
大快乐时时全能王