[发明专利]一种制备纳米/微米晶复合结构纯铜的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，提供了一种纳米/微米晶复合结构金属材料的制备方法，从而提高了金属材料综合强韧性。

背景技术

金属材料的强化是长期以来材料领域的核心研究方向。目前，材料的基本强化途径主要有：应变强化、固溶强化、相变强化、晶粒细化强化和第二相弥散强化等，这些强化技术的实质是在材料中引入各种缺陷(点、线、面体缺陷)以阻碍位错运动，提高材料强度，然而这些传统强化技术均会使材料的塑性或韧性显著下降。以细晶强化技术为例，非共格晶界阻碍位错运动，因此，材料晶粒尺寸愈小晶界愈多，塑性变形愈困难，正如Hall-Petch关系所示。当晶粒尺寸细化至100nm以下时，强度和硬度显著提高，而塑性严重降低。如何提高金属材料的强度而不损失其良好的塑性是材料领域长期以来亟待解决的重大难题。

本发明提供了一种制备纳米/微米晶复合结构纯铜的方法。在制备过程中通过改变工艺参数来调控晶粒形核率和长大速率，同时获得纳米/微米晶复合结构。材料中的纳米晶保证其较高的强度，而微米晶的存在则利于塑性提高。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种制备纳米/微米晶复合结构纯铜的方法。纳米/微米晶复合结构纯铜的金相观察结果如图1所示(实例3的观察结果)。

本发明提供了一种制备纳米/微米晶复合结构纯铜的方法。其特征在于：采用脉冲电源，通电阶段电流密度为：20～28A/dm²，正占空比为：12％～25％，将阳极、阴极平行插入电解液中，阳极为纯铜，阴极为不锈钢；电解液的成分为硫酸铜：460～510克/升，添加剂的成分为糖精：62～70克/升。在沉积过程中搅拌，搅拌速度为：60～80转/分；在50℃～58℃恒温下进行，并且在电沉积过程中补充硫酸铜溶液。

本发明的优点在于：工艺简单，获得了纳米/微米晶复合结构材料，解决材料强度提高而塑性降低的问题。强度可以达到600MPa，而塑性可以达到16％。

附图说明

图1纳米/微米晶复合结构纯铜的金相图。

具体实施方式

实例1：具体实施条件如表1所示。

表1具体实施条件和结果

实例2：具体实施条件如表2所示。

表2具体实施条件和结果

实例3：具体实施条件如表3所示。

表3具体实施条件和结果