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【Introducción】 La mayoría de los materiales metálicos, cerámicos y semiconductores están hechos de policristalinos. Por el contrario, aunque el rendimiento del cristal único es a menudo más excelente, pero debido a las limitaciones de costos, su ámbito de aplicación sigue siendo muy limitado, no se puede lograr una producción a gran escala. La tecnología tradicional de preparación de un solo cristal incluye el método de solidificación direccional que incluye el método de Bridgeman y el método de Czochralski. Además, el cristal único puede sintetizarse induciendo la anormalidad en el crecimiento del cristal. El crecimiento de grano de material policristalino es generalmente una forma de grano pequeño "fagocítico" de grano grande para reducir el porcentaje de límite de grano de alta energía. Si el grano crece de la manera normal, la distribución del tamaño de partícula es relativamente uniforme; en algunos casos, solo algunos de los granos se “tragan” alrededor del grano y crecen rápidamente, esta situación es un crecimiento anormal del grano. Hasta ahora, la aplicación de materiales de cristal único, incluida la aleación con memoria de forma y aleaciones resistentes al calor y otros aspectos, y la aleación con memoria de forma, cobre - aluminio - aleación de manganeso en particular, tiene una notable capacidad de trabajo en frío. Además, la superplasticidad de esta aleación aumenta significativamente al aumentar el tamaño del grano. Por lo tanto, si el tratamiento térmico tradicional se puede utilizar para lograr una preparación a gran escala de cobre, aluminio y manganeso, monocristales, indudablemente mejorará en gran medida la aplicación de las perspectivas de aleación de memoria de forma. En los últimos días, la investigación del profesor Omori (corresponsal) El equipo de la Northeastern University en Japón publicó un artículo titulado "Cristales individuales ultragrandes por crecimiento anormal de grano" en Nature Communications. El artículo señalaba que a través del proceso tradicional de tratamiento térmico, se inducía el crecimiento del grano y, por lo tanto, se lograba una preparación de gran volumen de aleación de cobre, aluminio y manganeso de un solo cristal. Entre ellos, el tratamiento térmico cíclico proporciona la energía límite submicrométrica como la principal fuerza impulsora de la anormalidad en el crecimiento del grano, mientras que el tratamiento térmico cíclico a baja temperatura mejora la energía límite subgrano, aumentando así la tasa de migración límite del grano. Mediante dicho tratamiento térmico, se puede lograr la preparación de una barra de cristal único de 70 cm de largo. Los resultados de esta investigación permiten monocristalinizar otros metales o materiales cerámicos con estructuras similares. Además, debido a que el material de cristal único actual es una de las principales aplicaciones de la aleación con memoria de forma, esta preparación a gran escala del método de cristal único ampliará en gran medida las aplicaciones existentes de aleación con memoria de forma. Figura 1: Cristal único de cobre - aluminio - manganeso Barras y procesos de tratamiento térmico. Proceso de tratamiento térmico de circulación (ciclo de alta temperatura combinado con ciclo de baja temperatura) b. Varillas monocristalinas de cobre-aluminio-manganeso preparadas por tratamiento térmico cíclico c. Solo tratamiento térmico a alta temperatura procesado. Figura 2: Microestructura de aleación de cobre-aluminio-manganeso preparada por cultivo de grano anormal. Aleación de cobre-aluminio-manganeso de 900 ℃ a 500 ℃ final del ciclo, después de apagar el microscopio ópticob. proyección inversa del polo c. Desviación de orientación de referencia de cada grano Figura 3: fenómeno de crecimiento anormal de la graina. Proceso de tratamiento térmico de ciclo de alta temperatura (900/500 ℃), la formación de la estructura de sub-grano, parte de la fase a 500 ℃ para formar un precipitado. Después del tratamiento térmico, parte del grano en el límite del subgrano impulsado por un crecimiento anormalb. Después de varias veces de tratamiento térmico a baja temperatura (740/500 ℃), la tasa de migración del límite de grano aumenta debido al aumento de la diferencia de orientación entre los subgranos, a fin de proporcionar la posibilidad de grano grande Figura 4: Distancia de migración del límite de grano y subgrano estructuraa. Después de calentar la aleación a 800-500-800 ℃, se incuba a 800 ℃ durante un cierto tiempo (0 min, 5 min, 10 min) y se apaga para formar microestructurab. aleación en el ciclo de temperatura 740-500-740 five cinco veces, respectivamente, a 800 ℃ durante cierto tiempo (0min, 2min, 10min) y se apaga por la formación de microestructurac. distancia de migración del límite de grano de granos anormales desviación de orientación de referencia de grano. Desviación de la orientación después de uno y cinco ciclos de baja temperatura Figura 5: Prueba de superplasticidad de barra de cristal único Prueba de superplasticidad de 15,4 mm de diámetro y 682 mm de cobre - aluminio - manganeso barra de cristal único 【resumen】 En este documento, la preparación de aleación de cobre-aluminio-manganeso con gran cristal simple se realiza mediante el diseño racional del proceso de tratamiento térmico de aleación. Primero, a través de los cinco ciclos de alta temperatura de 900-500 ℃, la formación de una estructura similar al bambú en la aleación, y luego a través de los cuatro ciclos de baja temperatura de 740-500,, acceso a la fuerza impulsora de la migración del límite de grano, para lograr el crecimiento anormal de bambú Este proceso tiene una barra de cristal único de 700 mm de diámetro y 15 mm de largo y tiene una buena superplasticidad. Además, las ideas experimentales para la realización de la producción en masa de un solo cristal ofrecen la posibilidad de ampliar la aplicación de prospectos de aleaciones con memoria de forma. Además de la aleación de cobre-aluminio-manganeso, también se espera que las aleaciones de cobre-zinc, hierro-cromo-cobalto-molibdeno y hierro-manganeso-aluminio-níquel, que también tienen fenómenos anormales de crecimiento de grano, logren una producción de alto volumen de un solo cristales
Fuente: Meeyou Carbide

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