射流电铸快速成型纳米晶铜的组织与性能

采用射流电铸快速成型方法制备了纳米晶铜铸层,并用SEM、XRD等方法对纳米晶铜铸层表面形貌、微观组织结构以及晶粒大小进行了分析,对纳米晶铜铸层的力学性能进行了测试.结果表明:在电铸电流密度为300 A·dm-2时,制备的纳米晶铜平均晶粒尺寸为47.4 nm,纳米晶铜铸层的抗拉强度为470 MPa,伸长率为14%,抗拉强度是粗晶铜的3.6倍.     

纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板研究

一种温和的两步液相法制备的纳米铜银核壳颗粒,实现了均径为6.9 nm的小尺寸纳米银颗粒包覆在均径为57.5 nm的纳米铜颗粒的表面,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和高分辨率射像对其结构进行了表征。采用模板印刷法制备铜基板/纳米铜银核壳焊膏/铜基板三明治结构,研究了脉冲电流对三明治结构的剪切强度大小和微结构特征的影响。试验结果表明脉冲电流烧结纳米铜银核壳焊膏连接Cu-Cu基板可在短时间（小于200 ms）内快速获得高致密度且实现冶金连接的高强度焊点结构。三明治结构的剪切强度随脉冲电流的增加而增大,在1.0 kA的脉冲电流下,可获得高达80 MPa的剪切强度。经研究脉冲电流烧结后的纳米铜银核壳焊膏内部显微组织结构,提出双脉冲电流下纳米铜银核壳焊膏烧结连接的机理。     

镍锰合金的纳米晶电铸

电铸镍锰合金因其特殊的性能而具有重要的应用前景。分析了电沉积纳米晶材料的原理 ,在此基础上采用高速冲液、直流和高频脉冲电流以及电解液中加入添加剂等方法进行了镍锰合金的电铸试验 ,并对电铸层的锰含量、表面形貌和晶粒尺寸进行了测试。试验结果实现了镍锰合金的纳米晶电铸。讨论了锰含量、电流密度和添加剂等因素对电铸层晶粒尺寸和表面形貌的影响。     

喷射电沉积纳米晶镍机理及工艺研究

采用极化曲线、循环伏安法研究了喷射电沉积制备纳米晶镍的阴极极化行为及其机理。并根据电化学测试结果,选取一定范围内的电流密度,利用扫描喷射电沉积在45钢基体表面制备了纳米镍涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究了电流密度对镍涂层表面形貌、微观组织结构、晶粒尺寸及表面显微硬度的影响,并进行了耐磨性试验。结果表明,喷射电沉积可以显著提高镍沉积的极限电流密度,并在高的过电位下促进晶体的形核,有利于获得纳米晶镍镀层;随着电流密度的增大,纳米晶镍的平均晶粒尺寸先变小再变大,当电流密度为130A/dm2时涂层最致密,平均晶粒尺寸最小,表面显微硬度也最高;经过喷射电沉积后,试样耐磨性能有了较大的提高。     

脉冲电流加热对纳米晶合金Fe73.5Cu1Nb1Mo2Si13.5B9组织,磁？…

采用脉冲电流加热的纳米晶合金Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ１Ｍｏ２Ｓｉ１３．５Ｂ９,研究了合金纳米晶化后的组织,磁性与脆性的影响,结果表明,脉冲电流加热可制备出晶粒尺寸８～１５ｎｍ的纳米晶,其软磁性能达到甚至超过等晶化法制备的纳米晶,且韧性得到明显改善。     

脉冲电流强度对TIG增材制造2219铝合金显微组织与拉伸性能的影响

利用钨极氩弧焊(TIG)增材制造技术在无脉冲、弱脉冲和强脉冲交流电下制备2219铝合金，研究了脉冲电流强度对铝合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：无脉冲、弱脉冲及强脉冲TIG增材制造铝合金试样的显微组织一致，主要由基体相α(Al)与第二相θ(Al₂Cu)构成，堆积体中部区域均为等轴晶；相比无脉冲电流工艺，弱脉冲和强脉冲电流下制备的试样晶粒尺寸更小更均匀；无脉冲、弱脉冲及强脉冲TIG增材制造铝合金试样均表现为弱织构，最大密度仅为3.42,脉冲电流强度对晶粒取向无明显作用；经T6热处理后，相比于无脉冲电流工艺，强脉冲电流下制备的试样在扫描方向的抗拉强度降低，增材方向的抗拉强度提高，整体各向异性减轻。     

铜包覆纳米碳化硅复合粉体的制备及表征

利用非均匀形核法制备了铜包覆纳米SiC复合粉体，通过XRD、SEM、EDS、TEM等手段对复合粉体进行了微观测试和表征。结果表明：纳米SiC颗粒表面的铜包覆层均匀、连续，铜晶粒平均粒径约38nm，部分氧化成CuzO，氧化率为11．54％。用质量分数为0．5％的PEG-20000作为分散剂，能有效地分散纳米SiC颗粒，并阻止包覆在纳米SiC颗粒表面的铜晶粒过度长大。     

纳米晶精密电铸层微观结构的测试与研究

采用高速冲液电铸装置、高频脉冲电流等方法，制备出金属镍纳米晶粒电铸沉积层。运用TEM、SEM和XRD等现代分析手段对纳米晶沉积层微观结构进行了分析研究。结果表明，沉积电流密度对细化沉积层晶粒有着重要影响。随着沉积层晶粒细化，横断面上晶粒生长从树枝状晶向细小等轴～柱状晶方式转变，在(200)晶面存在着明显择优生长取向。分析了细化晶粒对沉积层内应力的影响。     

脉冲电流加热对纳米晶合金Fe_(73.5)Cu_1Nb_1Mo_2Si_(13.5)B_9组织、磁性与脆性的影响

采用脉冲电流加热纳米晶合金Fe_(73.5)Cu_1Nb_1Mo_2Si_(13.5)B_9,研究了合金纳米晶化后的组织、磁性与脆性的影响。结果表明,脉冲电流加热可制备出晶粒尺寸8～15nm的纳米晶,其软磁性能达到甚至超过等温晶化法制备的纳米晶,且韧性得到明显改善。     

液相化学还原法制备纳米铜颗粒的研究

采用液相化学还原法，以壬基酚聚氧乙烯醚为修饰剂，水合肼为还原剂，在水及甲醇一水体系中，还原硫酸铜制备了纳米铜颗粒；利用TEM、XRD、FTIR研究了反应条件对纳米铜颗粒稳定性及粒径的影响。结果表明：在甲醇一水体系中，当壬基酚聚氧乙烯醚与硫酸铜数量(摩尔)比达到1：1时，能在纳米铜颗粒表面形成较紧密的吸附层，有助于提高纳米铜颗粒的稳定性，得到较小粒径(20nm)的纳米颗粒。     

纳米晶粒精密电铸层力学性能的试验研究

采用高频窄脉宽脉冲电流、高速冲液等方法获得金属镍纳米晶粒精密电铸层。分析、研究了晶粒大小对沉积层力学性能的影响。结果表明,随着晶粒尺寸的减小,沉积层微观硬度和强度性能得到了明显提高。常温条件下,沉积层晶粒从1 000 nm细化至70 nm时,其抗拉强度可提高至1 160 Mpa,但随着沉积层晶粒进一步细化,其抗拉强度呈下降趋势,出现与传统的Hall-Patch理论相背离现象。200 ℃时,得到和常温条件下类似结果,而400 ℃时,其抗拉强度随着晶粒的细化基本保持不变。     

超声-脉冲电铸工艺参数对镍铸层晶粒尺寸的影响

采用超声-脉冲电铸工艺在覆铜板表面的微区域内制备了镍铸层,用扫描电镜观察镍铸层的表面形貌,并采用Image Tool软件测量了镍铸层的平均晶粒尺寸,研究了超声波功率及方向、脉冲平均电流密度、脉冲占空比等对镍铸层晶粒尺寸的影响。结果表明:其他条件相同时,双向(y向和z向)超声波制备镍铸层的晶粒尺寸小于相同功率单向(y向或z向)超声制备的;随着超声波功率、脉冲平均电流密度的增大,镍铸层的晶粒尺寸先减小后增大;当脉冲占空比由10%增大到30%时,晶粒尺寸由0.97μm增大到3.32μm。     

脉冲电铸镍-氧化钕纳米复合沉积层的工艺研究

电化学沉积层的制备是电铸技术的关键环节。本文采用脉冲电铸技术制备N i-Nd2O3纳米复合沉积层,考察了镀液中Nd2O3纳米颗粒添加量、平均电流密度、占空比、脉冲频率对纳米复合沉积层中Nd2O3含量及纳米复合沉积层显微硬度的影响,并对纳米复合沉积层的表面形貌进行了分析。结果表明,在镀液中Nd2O3纳米颗粒添加量20 g/L~30 g/L、脉冲平均电流密度2 A/dm2~4 A/dm2、占空比0.2~0.4和脉冲频率1000 Hz的条件下,可获得Nd2O3含量大的高硬度复合沉积层,并且沉积层表面平整、光滑,晶粒细小,组织均匀致密。     

脉冲电铸纳米晶镍锰合金的拉伸性能研究

对利用冲液装置和高频窄脉宽脉冲电流电铸所得到的具有接近或达到纳米级晶粒的镍锰合金进行了拉伸试验,研究了电沉积条件及电铸后的退火对电铸层拉伸性能的影响。结果表明,电沉积工艺条件通过影响电铸层的锰含量和晶粒大小而影响电铸镍锰合金的拉伸性能,一定条件下的退火对电铸镍锰合金拉伸性能的影响不明显。     

纳米晶精密电铸技术的研究

采用高频脉冲电流、高速冲液及加入有机添加剂等细化晶粒方法，开展了纳米晶精密电铸技术的试验研究。分析、研究了过程参数及添加剂对沉积层的晶粒尺寸及微观硬度和耐腐蚀性的影响。结果表明，采用上述细化晶粒方法，可制备出晶粒最小尺寸为20nm的电铸沉积层；随着晶粒尺寸的减小，沉积层微观硬度和耐腐蚀性能得到了明显提高。     

回转件表面高强度铜的高速电铸试验研究

设计了一种回转阴极表面电铸液高速冲刷与高电流密度沉积交替进行的电铸铜加工方式,以提高回转件表面电铸铜沉积效率和沉积层质量。在溶液冲刷速度为3 m/s左右的条件下,分别以4、8、12、16 A/dm^2的电流密度进行电化学沉积,并对电铸铜层进行力学性能检测。检测结果显示:8 A/dm^2电流密度下获得的电铸层综合力学性能最优良,其显微硬度值为186.1 HV、抗拉强度达455 MPa、延伸率为20%;在12 A/dm^2及16 A/dm^2电流密度下电铸层力学性能略有下降,但是抗拉强度仍高于400 MPa。     

脉冲电流对稀土电铸铜性能的影响

电铸是一种电沉积金属的工艺,有极高的复制精度和可重复性,适用于制造外观形状精密复杂的金属零件。本文分析了采用脉冲电源、稀土硫酸铜电铸液制备一定厚度的电铸铜时,脉冲电流密度和稀土添加剂对电铸层性能的影响规律,以及对铜金属基体晶粒显著细化作用,并分析了其影响机制。     

晶粒尺寸对多晶铜接触力学特性的影响

为研究晶粒尺寸对材料接触力学特性的影响,考虑多晶铜基体弹塑性变形情况,基于分子动力学方法,在原子尺度下模拟了金刚石压头与不同晶粒尺寸的铜基体的接触与分离过程。研究结果表明：在不同晶粒尺寸下,多晶铜黏着接触过程中的最大黏着力基本保持不变,最大法向接触力随晶粒尺寸的减小表现出先增大后减小的趋势。纳米硬度和接触刚度分别与接触过程中的塑性能和弹性能的变化相关,且纳米硬度与接触刚度的变化总体成负相关。最后,采用公共近邻分析方法研究了多晶铜基体弹塑性变形过程,研究发现晶界数量对材料的纳米硬度有重要影响,并进一步影响其接触力学特性。