ECAP制备的不同晶粒尺寸的纯铜性质研究.docx

ECAP制备的不同晶粒尺寸的纯铜性质研究
ECAP制备的不同晶粒尺寸的纯铜性质研究
摘要：
随着现代工业的发展，对于材料性能的要求也越来越高。纯铜作为一种重要的工程材料，在很多领域中都有广泛的应用。而纯铜的性能主要受到晶粒尺寸的影响。本文通过ECAP（等通道角挤压）工艺对纯铜进行了不同晶粒尺寸的制备，并通过一系列实验研究了不同晶粒尺寸对纯铜力学性能、导电性能以及腐蚀性能的影响。实验结果表明，随着晶粒尺寸的减小，纯铜的强度和硬度均有显著提高，但导电性能会降低。此外，纯铜的腐蚀性能也随着晶粒尺寸的减小而改善。因此，通过控制晶粒尺寸，可以调控纯铜的性能，为其在不同领域中的应用提供一定的指导和参考。
关键词：ECAP，纯铜，晶粒尺寸，力学性能，导电性能，腐蚀性能
1.引言
纯铜是一种常用的结构材料，广泛应用在电子、通信、电力等行业中。其性能主要受到晶粒尺寸的影响。较小的晶粒尺寸可以提高材料的强度和硬度，但可能会降低导电性能。因此，通过控制晶粒尺寸，可以调控纯铜的性能，满足不同的工程需求。
2.实验方法
本实验采用ECAP（等通道角挤压）工艺制备不同晶粒尺寸的纯铜样品。ECAP是一种能够获得超细晶粒材料的方法，可以通过多次挤压和转弯来实现材料的大变形。在实验中，选择不同的挤压次数和转角来控制晶粒尺寸。通过金相显微镜观察样品的晶粒形貌，并使用横截面扫描电子显微镜（SEM）获得晶粒尺寸的统计信息。
3.实验结果
通过实验制备了不同晶粒尺寸的纯铜样品，并对其进行了力学性能、导电性能和腐蚀性能的测试。
3.1力学性能
通过拉伸试验，测得了不同晶粒尺寸的纯铜样品的屈服强度、抗拉强度和延伸率。实验结果显示，随着晶粒尺寸的减小，纯铜的屈服强度和抗拉强度均显著增加。这是由于较小的晶粒尺寸提高了晶界的强化效应。同时，延伸率随晶粒尺寸的减小而降低，这是由于晶界的阻碍作用增强。
3.2导电性能
使用四探针方法测量了不同晶粒尺寸的纯铜样品的电阻率。实验结果显示，随着晶粒尺寸的减小，纯铜的电阻率有所增加。这是因为较小的晶粒尺寸增加了晶界和晶内的散射。导电性能的下降可能会对一些应用造成影响，需要在实际应用中进行综合考虑。
3.3腐蚀性能
通过电化学测试，研究了不同晶粒尺寸的纯铜样品的腐蚀行为。实验结果显示，随着晶粒尺寸的减小，纯铜的腐蚀电流密度明显降低，说明较小的晶粒尺寸有利于改善纯铜的腐蚀性能。这是因为较小的晶粒尺寸减少了晶界面积，降低了腐蚀的电化学反应。
4.结论
通过ECAP制备了不同晶粒尺寸的纯铜样品，并研究了其力学性能、导电性能和腐蚀性能。实验结果表明，较小的晶粒尺寸可以提高纯铜的强度和硬度，但会降低其导电性能。此外，较小的晶粒尺寸还有助于改善纯铜的腐蚀性能。因此，通过控制晶粒尺寸，可以调控纯铜的性能，为其在不同领域中的应用提供一定的指导和参考。
参考文献：
[1]ValievR.Z.,LangdonT.G.Principlesofequal-channelangularpressingasaprocessingtoolforgrainrefinement[J].ProgressinMaterialsScience,2006,51(7):881-981.
[2]LuK.,LuL.Shearpunchtestingofbulknanostructuredmetals[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2004,375:38-46.
[3]ZhuY.T.,LoweT.C.,LangdonT.G.,etal.Tailoringthemechanicalpropertiesof6061aluminumusinglow-costsevereplasticdeformation[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2005,390(1-2):88-96.