纳米晶体Cu的室温超塑延展性

Superplasticity Extensibility of Nanocrystalline Copper at Room Temperature

项目批准号:5943102159625101G1999064505

中国科学院金属研究所   卢柯

  纳米晶体材料的力学性能长期以来倍受各国学者的关注。但由于样品制备方面存在的缺陷,实验结果发现大多纳米晶体材料在室温下具有很高的强度,而其塑性极差。本工作利用电解沉积技术制备出高纯度、高致密度的块状纳米Cu 样品。该样品经室温下冷轧延伸率可高达5100%,且冷轧过程中无加工硬化效应产生。微观结构分析表明纳米晶体Cu 的变形机制是由晶界运动控制而非普通粗晶体材料的位错运动机制。这一发现有力地证明了纳米晶体材料具有与普通多晶材料完全不同的力学行为,并为深入理解纳米材料的结构性能关系及拓展纳米材料的工业应用开辟了新路

    对电解沉积纳米晶体Cu进行冷轧处理,首次发现纳米晶体材料具有室温超塑延展性。室温冷轧过程中,轧制态纳米晶体Cu的平均晶粒尺寸保持不变,样品的微观应变随变形量的增加而达到一平衡值。HRTEM观察证明轧制态样品中位错密度和晶粒取向差均增加。硬度测试发现当变形达到一定变形量时,纳米晶Cu中无加工硬化效应。恒定的晶粒尺寸、位错密度及硬度值说明纳米晶体塑像变形机制是由晶界行为所控制。

 

  ●代表性论文:Superplasticity extensibility of nanocrystallinr copper at room temperature, Science, 287 (2000) p1463.
   
专  利申请号: 00110288.500211366.X
   
奖励情况:获两院院士联合评选的2000年中国十大科技进展新闻第三位; 中国基础科学研究十大新闻第一位。

工程与材料科学部、国际合作局 主办
数理科学部、化学科学部 协办