试谈轧制铝粉SPS烧结工艺及轧制对其组织性能影响

论文导读：2.2.4透射电子显微(TEM)浅析21-24第3章SPS制备块体亚微米/微米铝的工艺探讨24-363.1铝粉的成分及其形貌表征24-253.1.1铝粉的成分测定243.1.2铝粉的粉体形貌表征24-253.2铝粉的SPS烧结曲线的探讨25-263.3烧结温度对试样密度及致密度的影响26-293.4烧结温度对试样硬度的影响29-303.5烧结温度对试样轧制程度的影响
摘要：本论文采取放电等离子烧结(SPS)对亚微米/微米尺寸铝粉进行固结，以而制备出块体亚微米/微米铝，并用室温轧制来优化其性能。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)表征了亚微米/微米尺寸粉末和块体亚微米/微米铝材料的微观组织，对亚微米/微米尺寸粉末固结及轧制历程中微观组织的形成和演化进行了浅析和讨论。对块体材料和轧制后试样的力学性能进行了测试(包括显微硬度、拉伸性能)，结合微观组织和拉伸断口形貌对其力学性能进行了探讨。采取SEM和TEM对亚微米/微米尺寸铝粉进行了浅析，结果表明粉末为球形单晶，粉末平均直径为0.85μm。运用SPS技术对亚微米/微米尺寸粉末进行了高温烧结(烧结温度高达580℃=0.91T_m，T_m为熔点温度)。烧结态材料的SEM和TEM观察表明晶粒平均直径为1μm，同粉末尺寸相比仅发生了轻微长大；粉末颗粒表面连续的氧化膜被破碎成细小的颗粒以大约35nm的间距均匀的偏析于晶界，氧化物颗粒的平均直径为30nm；阿基米德法测出烧结态材料的密度为2.7g/cm~3(相对密度100%)，显微硬度测试表明其结果为53HV。块体材料具有优异的力学性能，其屈服强度为155MPa，均匀延伸率为5.8%，断口的韧窝形貌表明断裂方式为微孔聚集型的沿晶断裂。对烧结态的块体材料进行室温轧制，随着应变量的增加，材料的硬度逐渐上升，由烧结态试样的53HV提升到98%压下量的80HV；98%压下量的屈服强度提升了125MPa；但是均匀延伸率则由烧结态试样的5.8%降低到了98%压下量的2.3%；断口的韧窝形貌表明断裂方式为微孔聚集型的穿晶断裂；晶粒沿轧制方向出现了不同程度的的拉长，并且在样品微结构中出现了小角度晶界，当压下量达到98%时，90%的亚晶发生几何动态再结晶变为超细的等轴晶，晶粒平均直径为250nm。关键词：SPS论文氧化物颗粒论文显微硬度论文轧制论文几何动态再结晶论文
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Abstract6-10
第1章 绪论10-18

1.1 引言10

1.2 粉末固结方式10-12

1.2.1 放电等离子烧结(SPS)11-12

1.2.2 热等静压技术12

1.2.3 热压烧结技术12

1.3 强塑性变形法12-16

1.3.1 等通道转角挤压(ECAP)13-14

1.3.2 累积叠轧法(ARB)14-15

1.3.3 高压扭转法(HPT)15-16

1.4 本论文的探讨作用及内容16-18

1.4.1 本论文的探讨目的和作用16

1.4.2 本论文探讨的内容16-18

第2章 实验设备和实验策略18-24

2.1 试验材料和试验设备18-20

2.

1.1 试验材料18

2.

1.2 放电等离子烧结设备18-19

2.

1.3 拉伸试验机19

2.

1.4 电阻式加热炉19-20

2.

1.5 轧机20

2.2 试验策略20-24

2.1 密度测试20-21

2.2 硬度测试21

2.3 扫描电镜(SEM)浅析21

2.4 透射电子显微(TEM)浅析21-24

第3章 SPS 制备块体亚微米/微米铝的工艺探讨24-36

3.1 铝粉的成分及其形貌表征24-25

3.

1.1 铝粉的成分测定24

3.

1.2 铝粉的粉体形貌表征24-25

3.2 铝粉的 SPS 烧结曲线的探讨25-26

3.3 烧结温度对试样密度及致密度的影响26-29

3.4 烧结温度对试样硬度的影响29-30

3.5 烧结温度对试样轧制程度的影响30-32

3.6 压力和保温时间对烧结结果的影响32-33

3.7 本章小结33-36

第4章 SPS 制备的亚微米/微米铝块体的表征36-48

4.1 烧结试样的宏观照片36

4.2 烧结试样的扫面电镜浅析36-39

4.

2.1 烧结试样晶粒尺寸的统计37-38

4.

2.2 晶粒表面的氧化物颗粒的尺寸统计38-39

4.3 烧结试样的透射电镜浅析39-42
4.

3.1 透射电镜下亚微米/微米铝粉固结块体的微观结构浅析40-41

4.

3.2 透射电镜下对氧化物的判定41-42

4.4 力学性能测试42-47

4.1 烧结态试样的力学拉伸性能测试42-45

4.4.2 断口形貌浅析论文导读：-605.1轧制态试样的宏观照片48-495.2轧下量对试样硬度的影响49-505.3轧制变形量对其拉伸性能的影响50-525.4拉伸试样断口形貌的浅析52-535.5不同压下量的块体的TEM浅析53-585.5.190%压下量的块体组织浅析53-555.5.298%压下量的块体组织浅析55-585.5.398%压下量位错TEM浅析585.6本章小结58-60结论60-62参考文献6
45-47

4.5 本章小结47-48

第5章 轧制对烧结态试样组织性能的影响48-60

5.1 轧制态试样的宏观照片48-49

5.2 轧下量对试样硬度的影响49-50

5.3 轧制变形量对其拉伸性能的影响50-52

5.4 拉伸试样断口形貌的浅析52-53

5.5 不同压下量的块体的 TEM 浅析53-58

5.1 90%压下量的块体组织浅析53-55

5.2 98%压下量的块体组织浅析55-58

5.3 98%压下量位错 TEM 浅析58

5.6 本章小结58-60

结论60-62
参考文献62-66
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果66-67
致谢67-68
作者介绍68