纳米晶镍块体的制备及烧结致密度研究

以高能球磨法和直流氢电弧等离子蒸发法两种不同工艺制备纳米晶镍粉体,并结合预压烧结工艺制备了纳米晶镍块体试样,研究了纳米晶镍块体结构、形貌的变化。运用TEM技术观察了两种粉体的形貌,并给出了选区电子衍射图;运用XRD、Archimedes法等分析手段对纳米晶镍块体的致密度及晶粒尺寸进行测定,并对两种试样进行了对比分析,表征结果显示,随着烧结温度的升高,纳米晶镍块体试样的晶体尺寸增大,晶格应变减小,同时致密度增加;高能球磨试样晶粒生长速率和致密度升高速率比等离子蒸发试样的快。

热压烧结块体纳米晶镍的微观组织及力学性能

为了探索工程实用的块体纳米晶镍制备技术,采用直流电弧等离子体蒸发+热压烧结法在较低的温度下制得了块体纳米晶镍。通过X射线衍射分析仪(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和阿基米德法等手段研究了纳米晶镍的结构、形貌和孔隙率,并采用数字图像相关法(DIC)分析其室温压缩性能。结果表明,在2.5 GPa、500℃下烧结制得晶粒尺寸为62.1 nm的块体纳米晶镍,其相对致密度为95.8%,最大抗压断裂强度达到905 MPa,断裂伸长率为11.5%,压缩过程中无明显屈服现象。较差的塑性主要归因于微孔隙的存在和较窄的晶粒尺寸分布。