Cu/Nb纳米层状复合材料制备及变形机制原位TEM研究

发布时间：2022-01-17 11:33

　　层状复合材料可以通过调控基体与强化相的材质、晶体结构、亚层厚度等,使其具有高强度、良好热稳定性和抗辐射性等优良性能,并应用于苛刻服役条件,因此得到了广泛研究。材料的宏观性能与其微观结构密切相关,层状复合材料是重要的结构材料,其力学性能可以通过微结构结构的调控进行优化,例如调控亚层厚度、组元材料比例、两相的晶体结构匹配等参数。研究者们通过大塑性变形、物理气相沉积等方法制备了不同类型、不同结构的层状复合材料;通过力学性能测试、微观结构表征、模拟计算等方法探究了层状复合材料变形机制,提出了不同亚层厚度下分别存在晶界塞积、层内限制滑移、界面强度等模型,但由于缺乏直接的实验证据而使得上述模型的有效性存在一定争议。因此,选取合适方法制备层状复合制备材料,精确测量其力学性能,并结合原位变形实验分析其变形机制变得尤为重要。本文利用磁控溅射和累积叠轧的方法制备了不同亚层厚度的Cu/Nb层状复合材料,测试了叠轧制备块体材料的力学性能;采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜对材料的微观组织结构进行分析;结合透射电镜双倾原位变形技术对材料中位错的形核、运动行为和材料的断裂行为进行研究。为更深的理解层状复合材料中变... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 复合材料
    1.2 纳米复合材料
        1.2.1 纳米材料概述
        1.2.2 纳米复合材料概述
    1.3 纳米层状复合材料
        1.3.1 纳米层状复合材料及显微结构
        1.3.2 纳米层状复合材料的力学性能
        1.3.3 纳米层状复合材料的变形机制
    1.4 本课题研究内容
第2章 实验原理及方法
    2.1 引言
    2.2 累积叠轧(ARB)技术
    2.3 磁控溅射技术
    2.4 透射电子显微镜(TEM)
        2.4.1 选区电子衍射(SAED)技术
        2.4.2 X射线能谱仪(EDS)
    2.5 扫描电子显微镜(SEM)
    2.6 聚焦离子束(FIB)扫描电子显微镜
第3章 磁控溅射制备Cu/Nb纳米层状复合材料及其变形机制研究
    3.1 引言
    3.2 溅射Cu/Nb纳米层状复合材料的制备
    3.3 溅射Cu/Nb纳米层状复合材料微观结构表征
        3.3.1 溅射Cu/Nb纳米层状复合材料生长截面的两相分布
        3.3.2 溅射Cu/Nb纳米层状复合材料中Cu层内原生孪晶分析
    3.4 溅射Cu/Nb纳米层状复合材料的原位TEM拉伸
        3.4.1 溅射Cu/Nb纳米层状复合材料变形机制的原位TEM观察
        3.4.2 溅射Cu/Nb纳米层状复合材料断裂行为的原位TEM观察
    3.5 本章小结
第4章 累积叠轧制备Cu/Nb纳米层状复合材料及其变形机制研究
    4.1 引言
    4.2 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料的制备
    4.3 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料的力学性能测试
    4.4 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料微观结构表征
        4.4.1 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料轧制截面的两相分布
        4.4.2 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料两相间的界面匹配关系
    4.5 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料的原位TEM拉伸
        4.5.1 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料变形机制的原位TEM观察
        4.5.2 轧制Cu/Nb纳米层状复合材料断裂行为的原位TEM观察
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]累积叠轧焊制备的Cu-Nb层状复合材料织构演变[J]. 赵晓然,毛圣成,蔡吉祥,秦斌,张泽,韩晓东.  电子显微学报. 2017(06)
[2]高强度高电导铜银材料的研究进展[J]. 梁明,焦高峰,徐晓燕,王鹏飞,李成山,张平祥.  稀有金属材料与工程. 2016(01)
[3]聚焦离子束（FIB）及其应用[J]. 韩伟,肖思群.  中国材料进展. 2013(12)
[4]金属多层的强度及界面强化能力研究进展[J]. 朱晓飞,颜家伟,张广平.  中国科学:技术科学. 2012(06)
[5]磁控溅射技术及其发展[J]. 李芬,朱颖,李刘合,卢求元,朱剑豪.  真空电子技术. 2011(03)
[6]纳米晶体材料的Hall—Petch关系[J]. 卢柯,刘学东,胡壮麒.  材料研究学报. 1994(05)



本文编号：3594657