热压烧结块体纳米晶镍的微观组织及力学性能.pdf

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1、第36卷第1期南京理工大学学报V01．36No．12012年2月JournalofNamingUniversityofScienceandTechnologyFeb．2012热压烧结块体纳米晶镍的微观组织及力学性能巴志新，张振忠，戴玉明，周剑秋，张少明(1．南京工程学院材料工程学院，江苏南京211167；2．南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京210009)摘要：为了探索工程实用的块体纳米晶镍制备技术，采用直流电弧等离子体蒸发+热压烧结法在较低的温度下制得了块体纳米晶镍。通过x射线衍射分析仪(XRD)、透射电镜(TEM

2、)、扫描电镜(SEM)和阿基米德法等手段研究了纳米晶镍的结构、形貌和孔隙率，并采用数字图像相关法(DIC)分析其室温压缩性能。结果表明，在2．5GPa、500℃下烧结制得晶粒尺寸为62．1nm的块体纳米晶镍，其相对致密度为95．8％，最大抗压断裂强度达到905MPa，断裂伸长率为l1．5％，压缩过程中无明显屈服现象。较差的塑性主要归因于微孔隙的存在和较窄的晶粒尺寸分布。关键词：块体纳米晶镍；热压烧结；微观组织；力学性能中图分类号：TG146．2文章编号：1005—9830(2012)01—0152—06Microstruc

3、turesandMechanicalPropertiesofHot-pressSinteredBulkNan0crystallineNickelBAZhi．xin，ZHANGZhen—zhong，DAIYu—ming，ZHOUJian—qiu，ZHANGShao—ruing(1．DepartmentofMaterialEngineering，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing211167，China；2．CollegeofMaterialScienceandEngineering，Na

4、njingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Inordertoexplorethepracticalpreparationmethodofbulknanocrystallinenickels，directcurrentareplasmaevaporationmethodandhot·-presssinteringareusedtopreparethebulknanocrysta··llinenickelsunderlowertemperatures．Th

5、ecrystalstructures，surfacemicrographsandporositiesofnickelsarestudiedbyemployingtheX—raydifraction(XRD)，transmissionelectronmicroscope(TEM)，scanningelectronmicroscope(SEM)andArchimedesmethod．Thecompressivepropertiesofthespecimensatambienttemperaturearealsoinvestig

6、atedbyusingthedistalimagecorrelationmethod(DIC)．Theresultsshowthatthebulknanoerystallinenickelwithanaveragegrainsizeof62．1nmcanbepreparedbysinteringunder2．5GPaand500oC．Thissamplehasarelativedensityof95．8％．anultimatetensilestrengthof905MPa，anelongationtofailureofii

7、．5％andnoobviousyield．However，itsplasticitydecreasesduetoflal'l~Wgrainsizedistributionandtheholesinthebulknanocrystallinenickels．Keywords：bulknanocrystallinenickels；hot—presssintering；microstructures；mechanicalproperty收稿日期：2010—11—18修回日期：2011-03-10基金项目：国家自然科学基金(105

8、02025，10872087)；南京工程学院青年基金(QKJA2009003)作者简介：巴志新(1979一)，女，博士生，讲师，主要研究方向：纳米金属材料和表面处理，E-mail：bzhx@njit．edu．cn；通讯作者：张振忠，(1964一)，男，博士后，教授，主要研究方向：金属纳米与非晶材料，E-