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简答题简述块体纳米材料存在的问题及解决方案
  • 存在问题
    (1)热稳定性差块体纳米材料中大量的晶界处于热力学亚稳态 ,在适当的外界条件下将向稳定的亚稳态或稳定态转化 ,一般表现为三种形式:晶粒长大、固溶脱脂或相变。块体纳米材料一旦发生晶粒长大 ,即转变为普通粗晶材料 ,失去其优异性能 ,甚至在常温下 ,纳米材料的热稳定性也较差。
    (2)致密性差 
    解决方案 
    (1)解决热稳定性差问题 
    (a)加入第二相
    加入的第二相物质 ,在纳米材料的晶界中起到隔离晶粒边界的作用 ,抑制纳米晶粒的可动性 ,提高块状纳米材料的热稳定性。 
    (b)强烈塑性加工 
    强烈塑性流动还使纳米晶粒增强相均匀弥散于基体材料中 ,抑制晶粒长大 ,提高其热稳定性;同时也消除了组织疏松现象 ,使材料致密 ,各组元分布平缓、均匀从而提高块体纳米材料的力学性能和热稳定性。 
    (2)解决致密性差问题
    (a)烧结 
    控制纳米晶体在烧结过程中的生长是纳米烧结研究追求的目标。 目前主要的方法有:对烧结过程中施加外力,即施压;在纳米材料中加入第二相物质 ,利用快速烧结抑制纳米晶粒生长。 
    (b)挤压 
    挤压是对放在容器(挤压筒) 内的坯料施加力,使之从特定的模孔中流出,获得所需断面形状尺寸的一种塑性加工方法。对于用粉末冶金法制而成的块体纳米材料,利用高温挤压变形时,强三压应力和强剪切变形作用,可以破坏块体表面的化膜,改善块体颗粒之间的接触状态 ,压合内部的洞和孔隙 ,从而提高块体纳米材料的致密度及力性能。
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