f875f9 7d22ee48dabb408798ec70a24488b938mv2

【Einführung】 Die meisten Metall-, Keramik- und Halbleitermaterialien bestehen aus polykristallinem Material. Im Gegensatz dazu ist die Leistung von Einkristallen zwar oftmals besser, aber aufgrund von Kostenbeschränkungen ist ihr Anwendungsbereich immer noch sehr begrenzt und kann keine Produktion in großem Maßstab erreichen. Die traditionelle Einkristallpräparationstechnologie umfasst das gerichtete Erstarrungsverfahren einschließlich des Bridgeman-Verfahrens und des Czochralski-Verfahrens. Zusätzlich kann der Einkristall durch Induzieren der Kristallwachstumsanomalie synthetisiert werden. Das Kornwachstum von polykristallinem Material ist normalerweise ein "phagozytischer" kleinkörniger Weg mit großen Körnern, um den Prozentsatz der Korngrenzen mit hoher Energie zu verringern. Wenn das Korn normal wächst, ist die Partikelgrößenverteilung relativ gleichmäßig; In einigen Fällen „schlucken“ nur einige der Körner um das Korn herum und wachsen schnell. Diese Situation ist ein abnormales Kornwachstum. Bisher weist die Anwendung von Einkristallmaterialien, einschließlich Formgedächtnislegierungen und hitzebeständigen Legierungen und anderen Aspekten sowie Formgedächtnislegierungen, insbesondere Kupfer-Aluminium-Mangan-Legierungen, eine herausragende Kaltverarbeitbarkeit auf. Zusätzlich nimmt die Superplastizität dieser Legierung mit zunehmender Korngröße signifikant zu. Wenn daher die traditionelle Wärmebehandlung verwendet werden kann, um eine Einkristall-Herstellung in Kupfer-Aluminium-Mangan-Legierung in großem Maßstab herzustellen, wird dies zweifellos die Anwendung der Prospekte für Formgedächtnislegierungen erheblich verbessern. In den letzten Tagen hat Professor Omori (Korrespondent) geforscht Das Team der Northeastern University in Japan veröffentlichte bei Nature Communications einen Artikel mit dem Titel „Ultragroße Einkristalle durch abnormales Kornwachstum“. Der Artikel wies darauf hin, dass durch das traditionelle Wärmebehandlungsverfahren das Kornwachstum induziert und somit eine Kupfer-Aluminium-Mangan-Legierung einkristalline großvolumige Herstellung erreicht werden kann. Unter diesen liefert die zyklische Wärmebehandlung die Submikron-Grenzenergie als Hauptantriebskraft für die Kornwachstumsanomalie, während die weitere zyklische Niedertemperatur-Wärmebehandlung die Subkorngrenzenenergie verbessert und somit die Korngrenzenmigrationsrate erhöht. Durch eine solche Wärmebehandlung kann die Herstellung eines 70 cm langen Einkristallstabes erreicht werden. Die Ergebnisse dieser Forschung ermöglichen es, andere Metalle oder Keramikmaterialien mit ähnlichen Strukturen monokristallin zu machen. Aufgrund des derzeitigen Einkristallmaterials, das eine der Hauptanwendungen der Formgedächtnislegierung darstellt, wird diese großtechnische Herstellung des Einkristallverfahrens die bestehenden Anwendungen der Formgedächtnislegierung erheblich erweitern. Abbildung 1: Kupfer - Aluminium - Mangan - Einkristall Bar- und Wärmebehandlungsverfahren. Zirkulationswärmebehandlungsprozess (Hochtemperaturzyklus kombiniert mit Niedertemperaturzyklus) b. Monokristalline Kupfer-Aluminium-Mangan-Stäbe, hergestellt durch zyklische Wärmebehandlung. Nur Hochtemperatur-Wärmebehandlungsverfahren. monokristalline Kupfer-Aluminium-Mangan-Stäbe, die nur durch Wärmebehandlung bei Hochtemperaturzyklen hergestellt wurdenAbbildung 2: Mikrostruktur einer Kupfer-Aluminium-Mangan-Legierung, hergestellt durch abnormales Kornwachstuma. Kupfer-Aluminium-Mangan-Legierung von 900 ° C bis 500 ° C Zyklusende nach Abschrecken des optischen Mikroskops. Rückpolprojektionc. Referenzorientierungsabweichung jedes KornsAbbildung 3: abnormales Wachstumsphänomen der Körnung. Hochtemperaturzyklus-Wärmebehandlungsprozess (900/500 ° C), Bildung einer Unterkornstruktur, Teil der Phase bei 500 ° C zur Bildung eines Niederschlags. Nach der Wärmebehandlung wird ein Teil des Korns in der Unterkorngrenze durch abnormales Wachstum getrieben. Nach mehrmaliger Wärmebehandlung bei niedriger Temperatur (740/500 ° C) steigt die Migrationsrate der Korngrenzen aufgrund der Zunahme des Orientierungsunterschieds zwischen den Teilkörnern an, um die Möglichkeit eines großen Korns bereitzustellen. Abbildung 4: Migrationsabstand zwischen Korngrenzen und Teilkorn Struktur. Nachdem die Legierung auf 800-500-800 ° C erhitzt wurde, wird sie für eine bestimmte Zeit (0 min, 5 min, 10 min) bei 800 ° C inkubiert und abgeschreckt, um eine Mikrostruktur zu bilden. Legierung im Temperaturzyklus 740-500-740 ° C fünfmal bei 800 ° C für eine bestimmte Zeit (0 min, 2 min, 10 min) und durch Bildung von Mikrostruktur abgeschreckt. Korngrenzenmigrationsabstand abnormaler Körnerd. Abweichung der Kornreferenzorientierung. Abweichung von der Orientierung nach einem und fünf NiedertemperaturzyklenAbbildung 5: Superplastizitätstest eines Einkristallstabs Superplastizitätstest mit 15,4 mm Durchmesser und 682 mm Kupfer-Aluminium-Mangan-Einkristallstab 【Zusammenfassung】 In dieser Arbeit wird die Herstellung einer Kupfer-Aluminium-Mangan-Legierung beschrieben mit großem Einkristall wird durch rationelles Design des Legierungswärmebehandlungsprozesses realisiert. Zuerst durch den fünf Hochtemperaturzyklus von 900 bis 500 ° C die Bildung einer bambusartigen Struktur in der Legierung und dann durch den Zyklus von vier niedrigen Temperaturen von 740 bis 500 ° C den Zugang zur Triebkraft der Korngrenzenmigration, um ein abnormales Wachstum zu erzielen aus Bambus. Dieser Prozess hat eine lange 700 mm, ein Durchmesser von 15 mm Einkristallstab hat eine gute Superplastizität. Darüber hinaus bieten die experimentellen Ideen zur Realisierung der Einkristall-Massenproduktion die Möglichkeit, die Anwendung von Perspektiven für Formgedächtnislegierungen zu erweitern. Neben Kupfer-Aluminium-Mangan-Legierungen wird auch erwartet, dass Kupfer-Zink-, Eisen-Chrom-Kobalt-Molybdän- und Eisen-Mangan-Aluminium-Nickel-Legierungen, die ebenfalls abnormale Kornwachstumsphänomene aufweisen, eine Massenproduktion von Einzelprodukten erzielen Kristalle.
Quelle: Meeyou Carbide

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

de_DEDeutsch
en_USEnglish zh_CN简体中文 es_ESEspañol hi_INहिन्दी arالعربية pt_BRPortuguês do Brasil ru_RUРусский ja日本語 jv_IDBasa Jawa ko_KR한국어 fr_FRFrançais tr_TRTürkçe pl_PLPolski viTiếng Việt de_DEDeutsch