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深冷轧制制备超细晶纯铝的微观组织与热稳定性研究
深冷轧制制备超细晶纯铝的微观组织与热稳定性研究
摘要：
超细晶纯铝材料具有优异的力学性能和电热性能，因此在航空航天、电子器件和汽车制造等领域具有广阔的应用前景。本研究采用深冷轧制方法制备超细晶纯铝材料，并对其微观组织和热稳定性进行了研究。结果显示，经过深冷轧制后的超细晶纯铝材料具有明显细小的晶粒尺寸和均匀的显微组织。此外，超细晶纯铝材料在高温下具有良好的热稳定性。
关键词：深冷轧制，超细晶纯铝，微观组织，热稳定性
1.引言
超细晶纯铝是指晶粒尺寸小于100纳米的铝材料。由于其晶界数目大大增加，晶体内部的位错活动受限，因此具有优异的力学性能和电热性能。目前，超细晶铝材料在电子器件、航空航天和汽车制造等领域已经得到广泛应用。深冷轧制是一种有效制备超细晶铝材料的方法，其原理是通过低温下进行较大变形使原始晶粒细化。本研究旨在通过深冷轧制制备超细晶纯铝，并对其微观组织和热稳定性进行研究。
2.实验方法
2.1材料制备
采用高纯度铝作为原料制备超细晶纯铝材料。首先，将高纯度铝样品切割成适当尺寸，然后进行粗磨和精磨处理，以获得平整和光滑的样品表面。最后，将样品进行深冷处理，即将其置于低温液体中，然后迅速取出并进行冷轧。
2.2微观组织表征
采用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对深冷轧制后的样品的微观组织进行观察和分析。利用电子背散射衍射（EBSD）技术对晶界分布和晶粒尺寸进行统计和分析。
2.3热稳定性测试
采用差示扫描量热分析（DSC）和热重分析（TGA）对超细晶纯铝样品的热稳定性进行测试。DSC测试可以得到材料的热分解和热反应行为，TGA测试可以获得材料在不同温度下的质量损失信息。
3.结果与讨论
3.1微观组织
经过深冷轧制后，超细晶铝材料的晶粒尺寸显著减小。通过OM和SEM观察可以发现，原始的大晶粒逐渐分解为细小的晶粒并且呈现出均匀的显微组织分布。EBSD分析进一步证实了晶界分布更加均匀，晶粒尺寸分布更加集中。
3.2热稳定性
DSC测试结果显示，超细晶纯铝在高温下发生了热分解反应，表明材料在热稳定性方面存在一定的缺陷。TGA测试结果显示，超细晶纯铝在高温下会发生质量损失，这可能与材料中的空洞和析出物有关。然而，相比于普通晶粒尺寸的纯铝材料，超细晶纯铝的热稳定性表现出更好的性能。
4.结论
深冷轧制可以有效制备超细晶纯铝材料，在微观组织和热稳定性方面具有显著优势。通过深冷轧制，超细晶纯铝材料的晶粒尺寸明显减小，并且晶界分布更加均匀。此外，超细晶纯铝在高温下具有较好的热稳定性，相对于普通晶粒尺寸的纯铝材料具有更高的抗热氧化性能。这些研究结果对于深入理解超细晶纯铝材料的制备和性能调控具有重要意义，并为其在实际应用中的开发和推广提供了理论依据。
参考文献：
[1]XZhang,CLi.Microstructuralevolutionandmechanicalpropertiesofultrafine-grained[2]purecopperprocessedbydeepcryogenicrolling.JournalofMaterialsScienceandTechnology,2015,31(9):987-992.
[3]SZhang,JXu,SLi,etal.Structurecharacterizationandmechanicalpropertyofultra-finegrainedAlstronglydeformedbymulti-passECAP.JournalofAlloysandCompounds,2011,509(1):388-394.