나노결정 합금 및 나노 입자 크기 안정성

출처: 시나 샤바즈모하마디와 페이만 샤베이기-루드포스티-루드포스티,코네티컷 대학교 공학대학, 스토스, CT

100nm 미만의 곡물 크기의 합금은 나노결정 합금으로 알려져 있습니다. 물리적 및 기계적 특성이 강화됨에 따라 반도체, 바이오 센서 및 항공 우주와 같은 다양한 산업에서 이를 고용해야 한다는 수요가 계속 증가하고 있습니다.

나노 결정 합금의 처리 및 적용을 개선하기 위해, 높은 온도와 압력의 시너지 효과를 필요로 100 % 밀도 벌크 재료에 가까운 개발이 필요합니다. 적용된 온도와 압력을 증가시킴으로써 작은 곡물은 자라기 시작하여 고유의 특성을 잃기 시작합니다. 따라서, 높은 온도에서 통합하는 동안 최소 다공성과 나노 규모의 곡물 크기의 손실과 입자 간 접합 사이의 타협에 도달하는 것이 기술적으로 중요하다.

이 연구에서는 고체 용액에서 산소를 제거하여 높은 온도에서 나노 곡물 크기 안정성을 향상시키는 것을 목표로합니다. 나노 결정 적 Fe-14Cr-4Hf 합금은 산화입자 형성을 피하기 위해 보호된 환경에서 합성될 것이다.

고순도 저산소 함량 벌크 재료(Fe, Cr 및 Hf 표적)를 시작 분말의 산소 오염을 최소화하기 위해 왕복 기계식 신고기를 사용하여 장갑 상자에 보관합니다.
특정 합금에 대한 분말 혼합물을 로드 (이 연구에서 Fe14Cr4Hf wt.%) 440C 스테인레스 스틸 밀링 볼과 함께 스테인레스 스틸 유리병에(도 1). 밀링 볼의 직경은 6.4mm와 7.9mm이고 볼 파우더 대 중량 비율은 10:1입니다. 밀봉된 바이알은 장갑 상자에 ?...

도 3은 900°C에서 1시간 동안 공 분쇄된 OF-Fe14Cr4Hf용 XRD 데이터를 나타낸다. 약간의 피크 시프트와 함께 피크의 선명감이 있습니다. 어닐링 온도가 상승함에 따라 격자 균주의 완화때문입니다. 어닐링 온도가 상승하면 4개의 주요 BCC 봉우리 사이에 몇 가지 작은 봉우리가 드러나게 됩니다. 이들은 보조 단계의 형성을 나타낼 것입니다.
도 4a-c는 900°C에서 1시간 동안 아닐?...

이 실험은 명목상 산소가 없는 나노결정 물질의 나노 입자 크기 안정성이 상당한 양의 산소를 가진 합금과 비교하여 어떻게 향상될 수 있는지를 보여줍니다. 이 연구에서 OF 분말은 산소와 고체 용액 사이의 상호 작용을 최소화하기 위해 보호된 대기에서 합성되어 합금 원소의 분리를 입자 경계로 증가시키고 열역학적 입자 크기 안정성을 향상시킵니다. TEM 현미경은 곡물 경계와 나노 입자를 특성...

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