《納米晶金屬室溫自回復性研究》是依託吉林大學，由王國勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米晶金屬室溫自回復性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王國勇
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米晶金屬的低塑性嚴重限制了它的成型性,阻礙了它在工程方面的大規模套用.本項目針對這一問題,根據納米晶金屬獨特的變形機制(晶粒中無位錯源,變形過程中位錯由晶界發射,並消失於對面晶界而不在晶粒內部形成位錯殘餘;晶界運動參與塑性變形)提出了納米晶金屬室溫自回復性的研究。它的存在性主要依賴於變形過程中位錯滑移與晶界運動的相互協調而自動消除形變過程中的位錯塞積和應力集中。它的存在顯然能夠大大提高納米晶金屬的塑性及成形性。因此，本項目中將從微觀變形機制和巨觀力學試驗兩方面探討其存在的可能性和條件。在微觀變形機制方面，將通過納米晶金的透射電鏡原位壓縮試驗觀察晶粒旋轉，晶界滑移的存在性，評估其速率及其與位錯滑移的匹配性；通過對納米晶銅的應力釋放試驗確定可動位錯密度和位錯滑移速度隨應變的演變，評估位錯的排空性。在巨觀試驗方面，將考察納米晶銅冷軋過程中顯微硬度和XRD半高寬的演變，確定自回復性的存在條件
結題摘要
納米晶金屬的低塑性嚴重限制了它的成型性,阻礙了它在工程方面的大規模套用。本項目針對這一問題,針對納米晶金屬獨特的變形機制開展研究。利用透射電鏡原位觀察發現，納米晶粒內部位錯源稀缺,變形過程中位錯是由晶界發射。並且位錯湮滅不容易發生，位錯是消失於對面晶界而不在晶粒內部形成位錯殘餘。晶界滑移和晶粒旋轉等晶界運動大規模參與納米晶金屬的塑性變形。因此納米晶金屬的塑性變形能力依賴於變形過程中位錯滑移與晶界運動的相互協調性。只有當位錯運動在晶界處產生的位錯塞積和應力集中完全被晶界運動所平衡時，斷裂才不會發生。本項目還通過在不同溫度下對不同晶粒尺寸的納米晶銅、納米孿晶銅進行應力釋放和蠕變實驗，發現納米晶金屬材料的塑性變形是和時間、應力水平和溫度相關的量。我們建立模型描述了他們之間的關係。通過將模型與實驗數據擬合，我們得到模型中相關熱力學參數的數值。比較這些數值我們發現，溫度對塑性變形的影響是通過應力相關的變面激活能產生的。在位錯變形機制中，流變應力越高，激活體積越小。模型還闡述了應變速率名感性指數和應力指數、激活體積之間的關係。我們發現，應變速率名感性指數實際上是通過兩種途徑影回響力和應變速率之間的關係：1降低熱激活過程中的激活體積和激活能；2改變絕熱過程中的應力指數。只用當激活激活體積為零時，應變速率名感性指數才是應力指數的倒數。
