高压下块状LaNi-%2c5-基合金纳米材料的制备和研究.pdfVIP

高压下块状LaNi，基合金纳米材料的制备与研究 隋郁1，3熊良钺1龙期威1苏文辉2许大鹏z (1．中国科学院金属研究所一室沈阳市沈河区文化路72号110015) (2．吉林大学物理系固体物理教研室长春市解放大路119号130023j (3．大连理工大学电磁工程系等离子体工程教研室大连市甘井子区116024) 摘要本文根据脆性材料在高压作用下的晶粒碎化效应，提出了在高温高压下直接将大尺寸租晶材料通过 金粉为对象探索了这种制各思想的可行性。 关键词 块状纳米晶材料压致碎化 1 引 言 近年来，由于实际应用的需要，有关块状纳米晶材料的研究己引起人们越来越大的兴趣。 目前，比较常用的制各块状纳米晶材料的方法有非晶晶化法【“，高压压制法【2】和高能球磨法f3】， 但寻找一种简便实用的可获得清洁界面的块状纳米晶的制备方法仍是人们感兴趣的问题。本 文根据脆性材料在高压下的压致晶粒碎化效应141，以LaNi，基合金勾列象探索通过压致碎化过t 程制备块状纳米晶材料的方法。 2实验结果与讨论 角CaCu。结构，只是晶胞体积稍有增加。以上述的合金粉为原料，经过高温高压处理后得到 块状纳米固体材料。高温高压实验是在 4．903x106N环带式两面顶压力机上进行的，详’ 细的压制过程见文献”】。 图1分别给出了经4．5GPa压力压制前后 LaNi，基合金材料的XRD谱图。从图中可以看 出，经高压压制后谱中各个衍射峰的位置没有 明显变化，详细的结构分析表明高压压制后台 金的晶体结构没有改变。但在高压下所有衍射 峰的宽度均显著增加，这是由于在高压压制过 程中晶粒严重碎化，尺寸大幅度降低的结果， 同时也包括高压在晶粒内部产生的大量位错、 层错等缺陷的影响。通过对样品的各个晶面的 x射线衍射数据进行线性分析，扣除晶体内部 图1不同压力下样品的XRD谱国 位错和应变以及仪器因素的影响后，合金粉经 的晶粒内部发生了严重的晶粒碎化现象，使晶粒内部产生了大量的位错和微观应变。也就是 说，通过脆性材料在高压下的压致碎化效应可以获得块状纳米固体材料。 表1给出了不同压力下，500。C条件下获得的纳米晶样品的x射线衍射数据分析结果。 从表中数据可以看出，随着压力增加，晶粒尺寸下降，位错密度增大，说明高压使晶粒发生 表1在不同压力下获得的纳米晶样品的x射线衍射数据的分析结果 、＼面指教 三轴系 儿O 200 11l 00口 112 30l 黜 四轴系 1120 2020 1121 0002 1122 303l P(ora)＼＼ 05 510 507 530 446 432 296 556 l0 晶粒尺寸 513 581 456 476 415 248 466 20 (nm) 433 406 427 433 373 208 395 40 240 158 259 261 165 i39 215 05 4485 572l 47I 5645 833l 1653 6656 l0 位错密度 6292 2600 5937 6937 918．0 1746 7469 20 (E9cm呻 】028 7480 7943 9782 1253 2410 11049 40 L208 5208 2304 2278 3835 6503 33606 了碎化。在低压下(1．0GPa压力以下)，晶粒尺寸的下降主要是由于在外界施加的高压作用下， 压结在一起的形状各异的晶粒相互紧密接触，导致受力较大的一些棱角首先沿某些晶面断裂 而填充到颗粒间的孔洞中以增加样品