纳晶与粗晶镍片微划痕力学行为与变形机制

纳米晶体材料优异的力学性能和特殊的变形机制为其工程应用奠定了基础。为探究纳晶材料的力学性能与变形机制,以高致密度和高纯度纳晶镍片为研究对象,利用微划痕技术测试其划痕硬度、抗划痕性能、划痕回弹性能、摩擦力与摩擦系数等力学行为,并与粗晶镍片进行了对比。结果表明,纳晶试样具有较高的划痕硬度和抗划痕能力以及较低的摩擦力与摩擦系数。同时,基于划痕力学行为探讨了2种试样的塑性变形机制。结果显示,纳晶镍试样的塑性变形机制以晶界滑移和晶间扩散为主,而粗晶镍试样的塑性变形中位错的发射与堆积占主导。

粗晶与纳晶镍片拉伸力学行为

和普通粗晶金属材料相比,纳米晶体金属通常具有较高的强度和硬度,但其韧性明显降低。为了探究导致纳晶金属低韧性的原因,以高纯度、高致密度的粗晶和纳晶金属镍片为研究对象,利用数字图像相关技术研究了其在单轴准静态拉伸下的力学性能。通过分析2种试样的应变场证实,粗晶镍的塑性变形是均匀的,而纳晶镍的塑性变形表现出局部剪切带化。这种局部剪切带化行为是导致纳晶镍过早断裂的主要原因。