專利名稱：制備納米晶鋁材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米晶及金屬材料的軋制技術(shù)，具體地說是一種制備納米晶鋁材料的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有高新技術(shù)中，有人認為納米晶材料要變成結(jié)構(gòu)材料，需做成大的樣品，目前的方法難以做到，因此其力學(xué)性能大多數(shù)只能測量維氏硬度，很難做標(biāo)準(zhǔn)拉伸性能實驗，使結(jié)構(gòu)材料方面的應(yīng)用受到限制。近年來，俄羅斯R.Z.Valiev倡導(dǎo)(R.Z.Valiev，etal. Prog.Mater Sci.，45(2000)103-189))用深度冷加工方法制備納米晶金屬材料，在只做了鍛造試驗后發(fā)現(xiàn)其組織結(jié)構(gòu)很不均勻，認為所有傳統(tǒng)的加工工藝都不適宜制備納米晶材料。但實際上，深度軋制方法制備納米晶鋁材料目前尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種材料的選擇范圍廣、方法簡單、適宜產(chǎn)業(yè)化要求的制備納米晶鋁材料的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是選擇普通工業(yè)金屬材料，按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在300～350℃范圍內(nèi)，時間為2～5小時；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶鋁材料。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.材料的選擇范圍廣。由于任何鋁均可壓延加工，與現(xiàn)有技術(shù)特殊的材料才能制備納米晶材料的方法相比，本發(fā)明打破了R.Z.Valiev的用傳統(tǒng)工藝不能做成納米材料的看法。
2.方法簡單，便于操作。由于從40、50年代開始生產(chǎn)鋼的冷加工很多，工藝成熟，本發(fā)明適用常規(guī)壓延方法，它不涉及其他工藝帶來的一些問題，如粉末工藝的穩(wěn)定性，壓結(jié)致密度等，所以十分方便。
3.能做大的尺寸樣品，適宜產(chǎn)業(yè)化要求。采用本發(fā)明用常規(guī)熱處理、熱軋和冷軋生產(chǎn)出的樣品尺寸可滿足用戶所需(僅與使用的軋鋼機有關(guān))。樣品大小可做標(biāo)準(zhǔn)拉伸性能實驗。
4.本發(fā)明采用傳統(tǒng)工藝，所以成本低。
具體實施例方式
實施例1按如下步驟操作1.熱軋選擇純鋁(本實施例采用純度為99％的Φ20純鋁)，將所述純鋁軋到4毫米厚；2.熱處理高溫退火，高溫至300℃，保持2小時；3.冷軋將4毫米厚純鋁材料冷軋到0.8毫米，其冷軋變形按長度計算為98％，即獲得納米晶純鋁材料。
本發(fā)明實施例已可做出
的納米晶純鋁，通過X射線和透射電鏡分析，本發(fā)明晶粒已達到納米尺度范圍，晶粒度測試結(jié)果見表1。
表1為實施例1晶粒度測試結(jié)果

其中*扣除了樣品中殘余應(yīng)力效應(yīng)。
本發(fā)明方法具有3個特點(1)采用普通材料(純鋁)；(2)普通加工工藝(軋)，本發(fā)明晶粒尺寸小于R.Z.Valiev的特殊加工，即深度塑性變形(Sever Plastic Deformation，縮寫SPD)，采用SPD方法使用的樣品一般為Φ20×(70～100)mm3；(3)可以做大樣品。本發(fā)明的樣品就能做標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗。只要冷加工設(shè)備的能力足夠大，再大很多的納米材料均可能做成。
實施例2與實施例1不同之處在于1.熱軋選擇普通工業(yè)金屬材料如普通工業(yè)工藝純鋁(本實施例采用Φ30)，將所述純鋁軋到4毫米厚；2.熱處理高溫退火，高溫至350℃，保持5小時；3.冷軋將4毫米厚純鋁材料冷軋到1.0毫米，其冷軋變形按長度計算為95％，即獲得納米晶純鋁材料。
本發(fā)明實施例已可做出[1.0×45mm×任意長]的納米晶純鋁，通過X射線和透射電鏡分析，本發(fā)明晶粒已達到納米尺度范圍，晶粒度測試結(jié)果見表2。
表2為實施例2晶粒度測試結(jié)果

其中*扣除了樣品中殘余應(yīng)力效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種制備納米晶鋁材料的方法，選擇普通工業(yè)鋁材料，其特征在于按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在300～350℃范圍內(nèi)，時間為2～5小時；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶鋁材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種制備納米晶鋁材料的方法。它選擇普通工業(yè)鋁材料，按如下步驟操作1)熱軋；2)高溫退火，溫度在300～350℃范圍內(nèi)，時間為2～5小時；3)深度冷軋，冷軋變形度為90％以上，獲得納米晶鋁材料。本發(fā)明具有材料的選擇范圍廣，方法簡單，便于操作，能做大的尺寸樣品，適宜產(chǎn)業(yè)化要求等特點。
文檔編號C21D11/00GK1966736SQ20051004772
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者龍康, 王勝剛 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所