למתכות ננו-גבישיות בגודל גרגר של פחות מ-100 ננומטר יש בדרך כלל תכונות ייחודיות, הטובות יותר ממתכות דומות בעלות גרגיר גס. אלומיניום (אל) היא מתכת בעלת מגוון רחב של שימושים. זה נחשב לחומר הנדסי הכרחי בשל חוזק ספציפי גבוה, משקל קל ועמידות בפני קורוזיה.
על מנת לשפר את התכונות המכניות שלו, כמה חוקרים ניסו לייצר אל עם גדלי גרגרים בקנה מידה ננו. הקטנת גודל הגרגירים לרמת הננומטר מביאה לחוזק גבוה במיוחד, מה שעשוי לעורר מנגנון דפורמציה פלסטי ייחודי שלא נצפה בחומרים בעלי גרגיר גס. עם זאת, כמעט כל הדיווחים הם על אלומיניום גבישי עדין במיוחד עם גודל גרגירים של 100 ננומטר עד 1 מיקרומטר, ויש מעט דיווחים על התכונות המכניות של אל ננו-גבישי בתפזורת.
אוניברסיטת קטאר ואוניברסיטת מינסוטה סינתזו אל ננו-גבישי בתפזורת על ידי איחוד במקום בתהליך של חנקן נוזלי וטחינה כדור בטמפרטורת החדר. מחקרים הראו שתכונות המתיחה נגרמות על ידי נקעים של הגרגרים הננו-גבישיים הגדולים יותר ושל גרגרי הגביש. הנקעים החלקיים של הגרגרים הננו-גבישיים הקטנים יותר ושל תאומי הדפורמציה הנשלטים על ידי תקלות הערימה נקבעות.
החוקרים ניתחו את התנהגות המתיחה של Al ננו-גבישי ותאם אותה עם המאפיינים המבניים של הננו. בהשוואה לאלומיניום טהור מסחרי קונבנציונלי גס גרגר, אלומיניום ננו-גבישי בעל חוזק מתיחה גבוה במיוחד, קצב התקשות מתיחה וגמישות. חוזק המתיחה של אל ננו-גבישי בתפזורת זה גבוה לפחות פי עשרה מחוזק של אלומיניום טהור גס גרגר מסחרי רגיל. חוזק התפוקה הממוצע של דגימת האל הננו-גבישית הוא עד 375 MPa, חוזק המתיחה הממוצע הוא 410 MPa, וההתארכות הכוללת היא 10%. השיג תפוקה וחוזק מתיחה גבוהים במיוחד, תוך תכונות משיכות טובות והתקשות מתח.
המחקר מצא כי ההתארכות הממוצעת וההתארכות הכוללת של דגימות Al ננו-גבישי היו 4.5% ו-10%, בהתאמה. האל הננו-גבישי לאחר התנובה מראה מדד התקשות מתח גבוה יותר של 0.132 מזה של האל בעל הגרגירים הגסים. שימוש ב-HR-TEM כדי לצפות בגרגרי ננו-גביש קטנים יחסית (10-25 ננומטר), נמצא שיש תאומי דפורמציה בננו-גבישים. הנקעים החלקיים ופגמי הערימה הנפלטים מגבולות התבואה של מישור ההחלקה {111} יכולים לקדם את היצירה של תאומי דפורמציה אלה. החוזק הגבוה ביותר של Al ננו-גבישי מיוחס לגודל הגרגר הקטן ולתאומים דפורמציה. צפיפות הנקע בננו-חלקיקים הגדולים שנוצרו במהלך בדיקת המתיחה היא גבוהה, בעוד תאומי הדפורמציה בגרגרי הננו-גבישים הקטנים גבוהים, וזו עשויה להיות הסיבה העיקרית לערך n הגבוה ולמשיכות טובה.
באופן כללי, במאמר זה הוכן אלומיניום טהור ננו-גבישי עם אנרגיית תקלות ערימה גבוהה, ו-TEM ותכונות מכניות נותחו בהתאמה. ההתמקדות הייתה בחוזק המתיחה של אל ננו-גבישי בתפזורת לפי גודל גרגר ומנגנוני דפורמציה שונים. השפעה על הביצועים. מתוארות ההשפעות של תאומים דפורמציה ומנגנוני דפורמציה פלסטיים אחרים על תכונות המתיחה של ננו-גבישי. מחקר זה מספק התייחסות למנגנון החיזוק הבא של סגסוגת אלומיניום.
קישור למאמר זה: מנגנון דפורמציה סודי של אלומיניום ננו-גבישי
הצהרת הדפסה חוזרת: אם אין הנחיות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. נא לציין את המקור להדפסה חוזרת: https://www.cncmachiningptj.com
PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית