【摘 要】
:
电沉积作为一种常见的金属表面处理技术,是利用电解原理在某些金属表面沉积一层其他金属或者合金薄膜,所得沉积层与基体结合牢固且沉积层厚度较为均匀。累积叠轧(ARB)技术作为一种大塑性变形技术,所制备的复合材料组织得到细化、力学性能大幅度提高。本文将电沉积和ARB技术结合起来,利用电沉积技术在退火1060铝板表面分别电沉积0分钟、8分钟、60分钟铜层,随后将表面电沉积铜层的铝板组合堆叠进行ARB,制备了
【基金项目】
:
国家自然科学基金(NO.51601084);
论文部分内容阅读
电沉积作为一种常见的金属表面处理技术,是利用电解原理在某些金属表面沉积一层其他金属或者合金薄膜,所得沉积层与基体结合牢固且沉积层厚度较为均匀。累积叠轧(ARB)技术作为一种大塑性变形技术,所制备的复合材料组织得到细化、力学性能大幅度提高。本文将电沉积和ARB技术结合起来,利用电沉积技术在退火1060铝板表面分别电沉积0分钟、8分钟、60分钟铜层,随后将表面电沉积铜层的铝板组合堆叠进行ARB,制备了性能优异的Al/Cu复合板,同时对不同电沉积时间复合板进行相同的固溶处理。重点研究了电沉积时间、铜层尺寸和形态、界面结合质量、相成分以及热处理等因素对复合材料微观组织和力学性能的影响。另外通过室温拉伸、高温拉伸、硬度实验对复合板不同道次的力学性能进行测试,结合光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪对复合板的组织、界面结合、断裂机制进行分析研究。将电沉积时间分别为0分钟、8分钟、60分钟铝板组合,经过ARB后成功制备界面结合质量较好的Al/Cu复合板。随着ARB道次的增加,铜层厚度逐渐减薄且发生颈缩断裂,最后形成破碎的小颗粒。各道次界面扩散层厚度没有明显变化,复合板断裂机制为典型的韧性断裂。与电沉积0分钟铝板ARB后所得复合板相比较,电沉积8分钟、60分钟后A R B所得复合板整体力学性能更加优异。将电沉积8分钟和60分钟铝板ARB后的各道次试样进行固溶处理,电沉积60分钟铝板ARB所得复合板其强度和塑性都明显优于电沉积8分钟铝板ARB所得复合板。固溶处理增强了结合面原子的扩散,提高了界面结合强度。同时在固溶处理过程中,产生了Al Cu、Al4C u 9、A l C u3和Al2C u相。电沉积60分钟铝板ARB所得复合板4道次试样,经过固溶处理后,在120℃、200℃、250℃、300℃进行高温下的力学性能研究。复合板断裂方式为典型的韧性断裂,断口界面结合处结合状态良好。拉伸温度大于200℃时,晶粒延轧制方向明显长大,在晶界和结合界面处出现少量再结晶晶粒。当拉伸温度为120℃时,复合板强度及延伸率都有所提高,抗拉强度达到225.1MPa,屈服强度达到110MPa,延伸率为21.1%。随着拉伸温度的升高,复合板强度逐渐下降,延伸率在200℃时达最大值26.0%。
其他文献
随着市场竞争、生产协作程度和企业自动化水平的不断提高,随机因素或随机事件对系统影响被进一步放大,如何从系统角度出发对企业有限资源开展全局性优化调度与管控对现代企业的发展愈发重要与紧迫。但企业实际面临的制造系统尤其从企业整体乃至供应链角度看往往单元数量巨大、结构互联成简单网络,且设备种类性质不一。基于此,本文以受设备随机故障影响的规模化混杂装配线为研究对象,在总缓冲区容量一定条件下以系统生产能力最大
随着煤矿开采技术的发展,液压支护设备作为综采技术核心设备之一逐步向安全、高效、智能化逼近,而同时液压支架在大采高、超前支护、大工作阻力方向的发展,使得液压支护设备整体尺寸增加,对乳化液泵站系统的要求也越来越高。高压大流量安全阀(压力40MPa,流量1800L/min)应用于乳化液泵站及液压支架中,是液压支护和动力供给设备不可或缺的液压阀件,主要起稳压控制、过载泄压保护的作用,防止液压支架或乳化液泵
数值模拟可以降低实验成本、提高实验安全系数、定性定量研究实验,但其中存在无法在合理的时间内完成求解的问题。对于此问题,GPU并行计算可以提供有效支持。采用GPU并行计算加速求解数值模拟计算,提高计算和实验的效率,在有限的时间内可以完成多次实验。高质量金属的获得主要依赖于对金属凝固显微组织和缺陷的有效控制,其中,显微气孔缺陷是合金凝固过程中遇到的主要缺陷之一,它会对材料的机械性能产生极大的影响,降低
煤炭是我国主要的基础能源,是促进国民经济发展的重要支柱型产业。随着智能制造技术、工业自动化技术、无线通讯技术的发展和融合,自动化、智能化、无人化的煤炭开采技术已经初步应用于现代煤矿开采并成为未来的发展趋势。由于国内大采高综采工作面设备需求量的不断增加,高压、大流量的乳化液泵站成为目前矿用设备的研究重点之一。卸荷阀作为乳化液泵站压力控制的主要元件,在高压、大流量、启闭频繁等复杂的工况下,不可避免的会
功能梯度材料(FGM)的力学性能大多基于理想化的模型进行研究,往往忽略了由制备工艺和方法缺陷造成的孔隙,孔隙的存在使得理论值与实际应用之间存在较大误差,研究孔隙对FGM性能的影响显得尤为重要。本文用两种孔隙理论体系,分别推导了多孔FGM矩形板的自由振动与屈曲以及弹性地基上四边受压多孔FGM矩形板的自由振动与屈曲的控制微分方程,经过无量纲与微分变换法变换(DTM)后,得到用无量纲固有频率和无量纲屈曲
石墨烯独特的二维结构赋予它许多优异的力学性能。将石墨烯或其衍生物作为增强体加入基体成为石墨烯增强复合材料,比传统的碳纤维和碳纳米管更能显著提高结构的强度和刚度。将功能梯度材料卓越的设计理念推广到石墨烯增强复合材料中,也就是将石墨烯片(graphene platelets,简称GPL)叠成的小块作为增强体,方向随机且均匀地散布在每层基体中,石墨烯含量在基体厚度方向上逐层呈梯度或均匀分布,形成新一代的
梯度多孔材料是集功能梯度材料和多孔材料两者特点于一身的新型工程材料。梯度多孔材料拥有功能性和结构性双重属性,使其相对于一般质密金属材料,拥有更轻的质量,更大的比表面积,更强的比强度,比刚度和能量吸收性等优势特点;和均质材料相比,梯度多孔材料可以通过特定设计制备在一个方面或几个方面达到更好的力学性能表现。基于以上梯度多孔材料的特性和优势,目前航天、航空、航海等在轻量化、多功能、高强度结构中均有广泛使
复合材料由于具有比强度高、比刚度高、优异的疲劳强度、良好的耐腐蚀性和低导热性,已广泛用于航空航天、高速列车等领域中。但由于复合材料结构的特殊性,其抗冲击性能比较差,在制造、运行、维护和维修过程中难免会发生异物(如跑道碎屑和掉落的工具)在平面外的冲击,虽然材料表面没有明显的损伤可见,但其内部可能已经出现了分层、脱粘等形式的损伤,严重降低材料的综合性能,进而对材料的安全性有严重的影响。对于复合材料的中
功能梯度材料(Functionally graded materials)是一种新型复合材料,它的材料性能沿一个或多个方向呈现出连续梯度变化,从而避免了经典层压复合材料中的应力集中现象。功能梯度材料结构通过性能成梯度形式连续变化降低了结构中的热应力和应力集中系数,近年来广泛应用于各种工程结构中。本论文基于经典板理论,研究了功能梯度材料(FGM)圆板在周边压缩载荷作用下的弹塑性屈曲行为。首先分别基于
近年来,节能环保的可再生能源的持续稳定供给已经成为解决能源问题的主要挑战之一。本文以六水氯化镁无机水合盐为主体相变材料,通过添加七水硫酸镁的中和改性,研究了七水硫酸镁对MgSO4·7H2O(MSH)-MgCl2·6H2O(MCH)复合相变材料体系储热性能的影响;通过添加活性炭(ACC)进一步改性,研究了活性炭对复合相变体系储热能力、相变温度、过冷度以及体系循环稳定性的影响;在MCH-MSH-ACC