[00346724]纳米体材料的研究

主要研究内容：该项目主要研究金属纳米晶体材料的制备、强韧化机理及其塑性变形过程中的力学性能和微观组织演变规律、纳米晶体材料经过热处理之后的力学性能和微观组织演变规律以及纳米晶体材料的热稳定性等问题。通过加入锌、铝、锗等合金元素改变铜的层错能，提高铜合金的应变强化能力，从而提高综合力学性能；应用机械合金化技术，原位制备出具有纳米晶粒的有色金属体材料（锌、铝和铜及其合金的块体纳米晶材料）；对所制备的有色金属体材料在室温下的力学性能和显微结构进行研究，研究材料在拉伸时的强化和塑性变形机理；研究热处理对金属纳米晶体材料的力学和微观组织结构的影响规律。发现点及其科学价值：应用机械合金化技术，率先研制出原位制备得到具有纳米晶粒的锌体材料以及其他的有色金属材料的一步制备法（"one-step approach"）。一步制备法即纳米晶粒的形成和体材料的合成一步完成，可以制备出达到理论密度的具有纳米晶粒的体材料（例如，锌、铝和铜及其合金的块体纳米晶材料），为后续研究纳米材料的塑性变形机理奠定了材料制备的基础。在国内外纳米体材料研究中首次采用剪切实验方法（Shear Punch Test））来分析研究材料的强度和塑性。利用该方法可以得到材料的M和V*值，从而从理论上解释并揭示了纳米材料的塑性变形机理。系统研究铜合金的层错能、各种大塑性变形制备工艺对纳米材料的微观组织结构和力学性能的影响，建立了制备工艺-微观组织-力学性能之间的相互关系，揭示了材料的内禀特性（层错能）和外部变形因素（大塑性变形工艺）对材料组织性能的影响规律，首次在铜-锗和铜-铝-锌体系中同时提高材料的强度和塑性，对解决纳米材料强度-塑性的倒置关系，提供了理论指导和实验支撑。首次发现了纳米结构铜合金退火之后的反常硬化现象，探明了铜合金退火后硬度的变化规律，解释了引起退火硬化现象的主要因素，为纳米铜合金热处理工艺提供了理论上的指导。