纳米材料结构的发展！
项目研究内容介绍
研究纳米材料的制备科学原理和技术关键，研究和发展惰性气体蒸发-原位冷压及其后处理法、电解沉积法和超声气体雾化/热致密法等多种制备及处理工艺。研究金属研究获得三维大尺寸纳米金属材料的制备工艺技术。研究金属纳米体材料奇异力学性能的起因及微观结构-性能关系；纳米体材料的结构稳定性及控制。开展金属及合金纳米体材料的综合力学性能的测试，并对金属纳米材料的力学性能行为进行计算机模拟。
研究进展
块体纳米金属材料的制备与力学性能在对电解沉积块体纳米晶体Cu各项力学性能研究工作的基础上，深入研究了不同轧轧制变形量时，纳米晶Cu样品的微观结构对其宏观拉伸性能的影响。室温拉伸结果表明，随轧制变形量的增加，纳米晶体Cu样品的强度增加（可高达420 MPa），塑性大幅度降低，zui明显的变化是轧制态纳米晶体Cu材料在拉伸过程中几乎没有加工硬化效应，这说明纳米晶体材料的力学性能在一定程度上取决于其微观结构。同时，通过纳米晶Cu样品的原位拉伸实验也进一步证实了这一观点。探索高强度纳米纯铜的电解沉积制备工艺并进行力学性能和结构分析。通过改变电解沉积电流密度、电解液配比、基片结构等一系列参数，制备出硬度高于2.0GPa的纳米纯铜样品，系统地力学性能测试及结构分析正在进行之中。2．金属材料的表面纳米化分别在Fe、304不锈钢及Al合金样品中利用微观结构表征手段深入系统地研究了表面机械研磨处理（SMAT）过程中晶粒细化机制，结果表明，对于高层错能金属及合金（如Fe、Al合金），晶粒细化通过位错的产生和运动形成位错墙或位错墙或位错脆，并进一步演化成为亚晶界和晶界，从而实现晶粒的不断细化。而对于低层错能金属（如304不锈钢），弯晶的形成和相互交割使原来的粗晶组织不断细化，zui终获得纳米结构。对经表面纳米化处理后的纯铁样品进行表面渗氮处理，结果表明在300°C/9小时条件下可获得约10mm厚的氮化物层，此渗氮温度远低于常规渗氮温度（500~550°C），说明表层纳米结构可大幅度促进表面渗氮过程，为渗氮工艺的发展及应用开辟了新的空间，有关论文已被美国《Science》周刊接受发表。3．纳米复合材料的制备与性能本阶段着重开展了具有宽过冷液态温区及高玻璃稳定性的非晶态铝合金新体系的研制工作。根据获得高非晶形成能力（GFA）的多元化理论，设计并制备出Al-Ni-Y-Co-Fe/Al-Ni-Y-Co-Si两种具有宽过冷液态温区的铝基非晶合金，研究了其结构与热稳定性。针对纳米铝合金样品易氧化等特点，提出和发展了集粉末予处理、予压实、高温加压成型于一体的新型纳米铝合金热成型技术（相关申请之中）。发展了利用雾化干燥法制备重合金W-Ni-Fe纳米复合粒子（W含量90~97wt.[%]），大幅度降低了烧结温度。
