Нанаметалы валодаюць дрэннай стабільнасцю з-за ўвядзення вялікай колькасці межаў зерняў. Наогул кажучы, тэмпература росту крышталёвага зерня нанакрышталяў значна ніжэй, чым тэмпература рэкрышталізацыі грубых крышталяў, а некаторыя чыстыя нанакрышталі металы растуць нават пры пакаёвай тэмпературы. Дрэнная стабільнасць стала асноўным вузкім месцам, якое абмяжоўвае падрыхтоўку і прымяненне нанаметалаў. Традыцыйны метад стабілізацыі нанакрышталяў заключаецца ў асноўным праз легіраванне для памяншэння энергіі мяжы або фарміравання эфекту супраціўлення на міграцыю межаў зерняў.

У апошнія гады Студыя навукоўцаў па нанаметалах Шэньянскага нацыянальнага даследчага цэнтра матэрыялазнаўства Інстытута даследаванняў металаў Акадэміі навук Кітая праводзіла сістэматычныя даследаванні стабільнасці нанаметалаў. У 2018 годзе даследчыкі студыі выявілі ненармальны ўплыў памеру зерня на тэрмічную стабільнасць нанакрышталяў у нанакрышталічнай чыстай медзі і чыстым алюмініі, атрыманых пластычнай дэфармацыяй, гэта значыць меншы за крытычны памер, паколькі памер зерня памяншаецца, матэрыял дэфармуецца. Механізм змяняецца ад поўнага дамінавання дыслакацый да няпоўнага дамінавання дыслакацый актывуецца механізм рэлаксацыі грані зерня, і стабільнасць нанакрышталяў не зніжаецца, а павышаецца (Science, 360, 2018). Пазней яны выявілі, што, хоць унутраны механізм міграцыі па мяжы збожжа пры награванні адрозніваецца, механічная стабільнасць нанакрышталяў пры нагрузцы таксама мае гэты анамальны эфект памеру зерня (Phys Rev Lett, 122, 2019). Гэта даследаванне было выбрана ў якасці яркай працы Science па тэме «Абмежаванне памеру для змякчэння» (Science, 364, 2019).

Зразумела, што ў некаторых нанаметалаў, такіх як чыстая медзь, нанакрышталічныя збожжа вырастаюць нават пры пакаёвай тэмпературы. Гэта ўласцівая няўстойлівасць, з аднаго боку, стварае цяжкасці ў падрыхтоўцы нанаметалічных матэрыялаў, з другога боку, яна таксама абмяжоўвае практычнае прымяненне нанаметалічных матэрыялаў.

Даследаванне таксама паказала, што анамальная стабільнасць нанакрышталяў не толькі ў металах з нізкай і сярэдняй энергіяй дэфектаў, такіх як чыстая медзь, але і ў чыстым нікелі з высокай энергіяй дэфекту. Адкрыццё нанакрышталяў звышвысокай стабільнасці не толькі вельмі важна для нас, каб зразумець механізм дэфармацыі нанакрышталяў і паводзіны межаў зерняў пры нанаметровых памерах, але і паказвае магчымасць распрацоўкі нанакрышталяў, якія выкарыстоўваюцца пры высокіх тэмпературах.

Тым не менш, памер зерня чыстых металаў, атрыманых з дапамогай звычайна выкарыстоўваюцца метадаў жорсткай пластычнай дэфармацыі (напрыклад, раўнамерная экструзія каналаў, пракатка штабеля і г.д.), звычайна знаходзіцца на субмікронных маштабах, і цяжка актываваць механізм паслаблення межаў збожжа. падчас апрацоўкі. Напрыклад, памер зерня чыстай медзі, атрыманай шляхам моцнай пластычнай дэфармацыі, у асноўным знаходзіцца ў дыяпазоне 100-200 нм, з дрэннай стабільнасцю, а тэмпература росту яе зерняў значна ніжэй, чым у грубых крышталяў. Нядаўна даследаванне студыі Li Xiuyan і іншых выявіла, што хуткае награванне можа ўвесці двайнікі адпалу ў нанакрышталічную медзь, тым самым дасягаючы «цеплавой рэлаксацыі» межаў нанакрышталічных зерняў і паляпшаючы тэрмічную стабільнасць нанакрышталікаў. Адной з цяжкасцяў пры ўвядзенні двайнікоў адпалу ў нанакрышталічную медзь з'яўляецца: няўстойлівыя нанакрышталі, стабільнасць росту збожжа якіх складае ўсяго 393 К, што значна ніжэй за тэмпературу двайнікоў адпалу (-523 К). Перад тым, як у працэсе награвання з'явяцца двайнікі, крыштальныя збожжа падраслі першымі. На падставе эфекту Кісінджэра даследчыкі выказалі здагадку, што павелічэнне хуткасці нагрэву можа павялічыць тэмпературу росту збожжа, не ўплываючы на ​​тэмпературу росту двайніка. Такім чынам, прыняцце хуткага павышэння тэмпературы не толькі дазваляе пазбегнуць росту збожжа, але і дае рост двайнят. Чысты Cu з памерам зерня каля 80 нм хутка награвалі да 523 К са хуткасцю 160 К/мін і вытрымлівалі пры 523 К на працягу 15 хвілін, а затым астуджалі. Зярністасць матэрыялу істотна не змянілася, але колькасць двайнікоў значна павялічылася. Як і дэфармацыйныя двайнікі, гэтыя двайнікі росту таксама могуць расслабляць межы зерняў і павышаць тэрмічную стабільнасць нанакрышталяў. Пасля тэрмічнай апрацоўкі ўяўная тэмпература росту нанакрышталяў павялічылася з ніжэйшай за 393 К да вышэйшай за 773 К.

Тэрмарэлаксацыйны метад хуткага нагрэву для павышэння стабільнасці нанакрышталаў можа быць выкарыстаны для паляпшэння стабільнасці субмікронных і нанакрышталяў, атрыманых шляхам агульнай цяжкай пластычнай дэфармацыі, што мае вялікае значэнне для распрацоўкі высокастабільных нанаматэрыялаў і прасоўвання прымянення нанаметалы.

Гэтая праца падтрымліваецца Праграмай ключавых даследаванняў і распрацовак Міністэрства навукі і тэхналогій, Нацыянальнага фонду прыродазнаўчых навук Кітая і Кітайскай акадэміі навук.

Нанаметалы валодаюць дрэннай стабільнасцю з-за ўвядзення вялікай колькасці межаў зерняў. Наогул кажучы, тэмпература росту крышталёвага зерня нанакрышталяў значна ніжэй, чым тэмпература рэкрышталізацыі грубых крышталяў, а некаторыя чыстыя нанакрышталі металы растуць нават пры пакаёвай тэмпературы. Дрэнная стабільнасць стала асноўным вузкім месцам, якое абмяжоўвае падрыхтоўку і прымяненне нанаметалаў. Традыцыйны метад стабілізацыі нанакрышталяў заключаецца ў асноўным праз легіраванне для памяншэння энергіі мяжы або фарміравання эфекту супраціўлення на міграцыю межаў зерняў.

У апошнія гады Студыя навукоўцаў па нанаметалах Шэньянскага нацыянальнага даследчага цэнтра матэрыялазнаўства Інстытута даследаванняў металаў Акадэміі навук Кітая праводзіла сістэматычныя даследаванні стабільнасці нанаметалаў. У 2018 годзе даследчыкі студыі выявілі ненармальны ўплыў памеру зерня на тэрмічную стабільнасць нанакрышталяў у нанакрышталічнай чыстай медзі і чыстым алюмініі, атрыманых пластычнай дэфармацыяй, гэта значыць меншы за крытычны памер, паколькі памер зерня памяншаецца, матэрыял дэфармуецца. Механізм змяняецца ад поўнага дамінавання дыслакацый да няпоўнага дамінавання дыслакацый актывуецца механізм рэлаксацыі грані зерня, і стабільнасць нанакрышталяў не зніжаецца, а павышаецца (Science, 360, 2018). Пазней яны выявілі, што, хоць унутраны механізм міграцыі па мяжы збожжа пры награванні адрозніваецца, механічная стабільнасць нанакрышталяў пры нагрузцы таксама мае гэты анамальны эфект памеру зерня (Phys Rev Lett, 122, 2019). Гэта даследаванне было выбрана ў якасці яркай працы Science па тэме «Абмежаванне памеру для змякчэння» (Science, 364, 2019).

Зразумела, што ў некаторых нанаметалаў, такіх як чыстая медзь, нанакрышталічныя збожжа вырастаюць нават пры пакаёвай тэмпературы. Гэта ўласцівая няўстойлівасць, з аднаго боку, стварае цяжкасці ў падрыхтоўцы нанаметалічных матэрыялаў, з другога боку, яна таксама абмяжоўвае практычнае прымяненне нанаметалічных матэрыялаў.

Даследаванне таксама паказала, што анамальная стабільнасць нанакрышталяў не толькі ў металах з нізкай і сярэдняй энергіяй дэфектаў, такіх як чыстая медзь, але і ў чыстым нікелі з высокай энергіяй дэфекту. Адкрыццё нанакрышталяў звышвысокай стабільнасці не толькі вельмі важна для нас, каб зразумець механізм дэфармацыі нанакрышталяў і паводзіны межаў зерняў пры нанаметровых памерах, але і паказвае магчымасць распрацоўкі нанакрышталяў, якія выкарыстоўваюцца пры высокіх тэмпературах.

Тым не менш, памер зерня чыстых металаў, атрыманых з дапамогай звычайна выкарыстоўваюцца метадаў жорсткай пластычнай дэфармацыі (напрыклад, раўнамерная экструзія каналаў, пракатка штабеля і г.д.), звычайна знаходзіцца на субмікронных маштабах, і цяжка актываваць механізм паслаблення межаў збожжа. падчас апрацоўкі. Напрыклад, памер зерня чыстай медзі, атрыманай шляхам моцнай пластычнай дэфармацыі, у асноўным знаходзіцца ў дыяпазоне 100-200 нм, з дрэннай стабільнасцю, а тэмпература росту яе зерняў значна ніжэй, чым у грубых крышталяў. Нядаўна даследаванне студыі Li Xiuyan і іншых выявіла, што хуткае награванне можа ўвесці двайнікі адпалу ў нанакрышталічную медзь, тым самым дасягаючы «цеплавой рэлаксацыі» межаў нанакрышталічных зерняў і паляпшаючы тэрмічную стабільнасць нанакрышталікаў. Адной з цяжкасцяў пры ўвядзенні двайнікоў адпалу ў нанакрышталічную медзь з'яўляецца: няўстойлівыя нанакрышталі, стабільнасць росту збожжа якіх складае ўсяго 393 К, што значна ніжэй за тэмпературу двайнікоў адпалу (-523 К). Перад тым, як у працэсе награвання з'явяцца двайнікі, крыштальныя збожжа падраслі першымі. На падставе эфекту Кісінджэра даследчыкі выказалі здагадку, што павелічэнне хуткасці нагрэву можа павялічыць тэмпературу росту збожжа, не ўплываючы на ​​тэмпературу росту двайніка. Такім чынам, прыняцце хуткага павышэння тэмпературы не толькі дазваляе пазбегнуць росту збожжа, але і дае рост двайнят. Чысты Cu з памерам зерня каля 80 нм хутка награвалі да 523 К са хуткасцю 160 К/мін і вытрымлівалі пры 523 К на працягу 15 хвілін, а затым астуджалі. Зярністасць матэрыялу істотна не змянілася, але колькасць двайнікоў значна павялічылася. Як і дэфармацыйныя двайнікі, гэтыя двайнікі росту таксама могуць расслабляць межы зерняў і павышаць тэрмічную стабільнасць нанакрышталяў. Пасля тэрмічнай апрацоўкі ўяўная тэмпература росту нанакрышталяў павялічылася з ніжэйшай за 393 К да вышэйшай за 773 К.

Тэрмарэлаксацыйны метад хуткага нагрэву для павышэння стабільнасці нанакрышталаў можа быць выкарыстаны для паляпшэння стабільнасці субмікронных і нанакрышталяў, атрыманых шляхам агульнай цяжкай пластычнай дэфармацыі, што мае вялікае значэнне для распрацоўкі высокастабільных нанаматэрыялаў і прасоўвання прымянення нанаметалы.

Гэтая праца падтрымліваецца Праграмай ключавых даследаванняў і распрацовак Міністэрства навукі і тэхналогій, Нацыянальнага фонду прыродазнаўчых навук Кітая і Кітайскай акадэміі навук.

Спасылка на гэты артыкул:Нанакрышталі звышвысокай стабільнасці, знойдзеныя ў металах 

Заява пра перадрук: калі няма спецыяльных інструкцый, усе артыкулы на гэтым сайце арыгінальныя. Калі ласка, пазначце крыніцу для перадруку: https://www.cncmachiningptj.com

PTJ® забяспечвае поўны спектр індывідуальнай дакладнасці ЧПУ апрацоўвае Кітай паслугі. Сертыфікаваны ISO 9001:2015 і AS-9100.

Апрацоўчы цэх спецыялізуецца на вырабе паслуг для будаўнічай і транспартнай прамысловасці. Магчымасці ўключаюць плазменную і кіслароднае паліва, Індывідуальная апрацоўка, МІГ і Карыстальніцкае прыстасаванне для зваркі з алюмініевым ЧПУ з высокай дакладнасцю, фармоўка, зборка, Такарны станок для апрацоўкі нержавеючай сталі з ЧПУ вал, стрыжка, і Швейцарскія паслугі па апрацоўцы з ЧПУ. Матэрыялы, якія апрацоўваюцца ўключаюць вуглярод і Пасіўная апрацоўка нержавеючай сталі дэталяў накладкі.

Раскажыце крыху аб бюджэце вашага праекта і чаканым часе пастаўкі. Мы выпрацуем разам з вамі стратэгію, каб забяспечыць найбольш эканамічна эфектыўныя паслугі, якія дапамогуць вам дасягнуць вашай мэты, вы можаце звязацца з намі напрамую ( sales@pintejin.com ).