Nanokristalline Legierungen und Nanokorngrößenstabilität

Quelle: Sina Shahbazmohamadi und Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT

Legierungen mit einer Korngröße von weniger als 100 nm werden als Nanokristallinlegierungen bezeichnet. Aufgrund ihrer verbesserten physikalischen und mechanischen Eigenschaften besteht eine ständig steigende Nachfrage, sie in verschiedenen Branchen wie Halbleiter, Biosensoren und Luft- und Raumfahrt einzusetzen.

Um die Verarbeitung und Anwendung von nanokristallinen Legierungen zu verbessern, ist es notwendig, fast 100% dichte Schüttgüter zu entwickeln, die eine synergistische Wirkung von erhöhter Temperatur und Druck erfordert. Durch die Erhöhung der aufgebrachten Temperatur und des Drucks beginnen kleine Körner zu wachsen und verlieren ihre ausgeprägten Eigenschaften. Daher ist es technologisch wichtig, einen Kompromiss zwischen der Interteilchenbindung mit minimaler Porosität und dem Verlust der nanoskaligen Korngröße bei der Konsolidierung bei erhöhten Temperaturen zu finden.

In dieser Studie wollen wir Sauerstoff aus festen Lösungen eliminieren, um die Nanokorngrößenstabilität bei erhöhten Temperaturen zu verbessern. Die nanokristalline Fe-14Cr-4Hf-Legierung wird in einer geschützten Umgebung synthetisiert, um die Bildung von Oxidpartikeln zu vermeiden.

File the high rinity low oxygen content bulk materials (Fe, Cr und Hf targets) in der Handschuhbox mit einer hubzianten mechanischen Ablagemaschine, um die Sauerstoffkontamination in den Startpulvern zu minimieren.
Das Pulvergemisch für eine bestimmte Legierung (Fe14Cr4Hf wt.% in dieser Studie) in eine Edelstahl-Durchstechflasche zusammen mit 440C Edelstahl-Fräskugeln(Abb. 1) laden Die Durchmesser der Fräskugeln sind 6,4 und 7,9 mm und das Pulver-Gewicht-Verhältnis der Kugel 10:1. Die versiegelte Durchstec...

Abb. 3 zeigt die XRD-Daten für kugelgefräste OF-Fe14Cr4Hf, die eine Stunde lang bei 900°C geglüht wurden. Es gibt eine Schärfung der Spitzen zusammen mit leichten Spitzenverschiebungen. Es ist aufgrund der Entspannung der Gitterbelastung, wie die Glühtemperatur steigt. Wenn die Glühtemperatur steigt, werden mehrere kleine Spitzen zwischen den vier großen BCC-Spitzen offenbart. Diese würden auf die Bildung von Sekundärphasen hinweisen.
Abb. 4a-c zeigt TEM-Bilder und Beugungsm...

Das Experiment zeigt, wie sich die Nanokorngrößenstabilität der nominell sauerstofffreien nanokristallinen Materialien im Vergleich zu den Legierungen mit erheblicher Sauerstoffmenge verbessern kann. In dieser Studie führen die IN einer geschützten Atmosphäre synthetisierten OF-Pulver, um die Wechselwirkung zwischen Sauerstoff und fester Lösung zu minimieren, die Segregation von Legierungselementen bis zu den Korngrenzen zu erhöhen und die thermodynamische Korngrößenstabilität zu verbessern. Das TEM-Mikroskop ...

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