纳米晶Al-Zn-Mg-Cu合金粉末的低温球磨制备技术研究

摘要

纳米材料的超细化使表面的电子结构和晶体结构发生变化,从而使材料具备了许多优异的物理化学性能;结构材料经过纳米化以后,强度、硬度、塑韧性等力学性能也会有很大的提高.铝合金作为重要的工程结构材料,具有重量轻、比强度大、成本低等优点,在航空、航天、机械、运输等方面得到广泛应用.随着使用要求的提高,对铝合金的综合性能也提出了更高的要求.铝合金传统的强化方式主要包括:固溶强化、析出强化、沉淀强化和合金元素强化等.采用以上传统强化方式进一步提高铝合金性能的空间已经非常有限.由于纳米化能够赋予结构材料优异的力学性能,因此越来越多的研究者开始关注铝合金纳米化的研究.当前纳米铝合金的研究主要集中于高温铝合金和金属间化合物,以及铝基复合材料等方面.7000系Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金的纳米化研究报道甚少.本文采用低温液氮球磨的方法制备了Al-Zn-Mg-Cu纳米铝合金粉末,并对其热稳定性进行研究.高能球磨是制备纳米粉体结构材料的主要方法.具备能量大、时间短、效率高、成本低的特点,可以制备出普通工艺条件下难以获得的非平衡态材料.采用低温液氮球磨一方面是为了防止材料在球磨过程中过分氧化;另一方面,韧性材料在低温液氮条件下球磨有利于粉体的分散,防止粘合,加快球磨进程。