铝合金的纳米改性
材料科学
2018-10-19 v1
摘要
纳米颗粒（NPs）是尺寸小至 100nm 的超细晶晶体或非晶物质。它们具有不同于大尺度材料的独特物理、化学和机械性能。这种独特性归因于表面层与体内的原子数相当。由于纳米颗粒表面层的原子仅有一侧有相邻原子，其平衡被破坏，由此产生的结构弛豫导致 2-3nm 层中的原子间距位移。因此表面层膨胀而内层受压，因为它们承受高达数百千巴的过大拉普拉斯压力。纳米颗粒具有高度畸变的晶格，通过改变其所参与大多数过程的性质与顺序，影响这些过程的活化能。纳米尺度意味着由量子力学定律、小尺度结构中的尺寸量子化、表面—体积比及其他因素决定的全新效应、性能与过程。鉴于 NP 颗粒极小的尺寸和良好的反应性，将其作为结晶中心用于金属熔体中以细化铸件的组织显得很有前景。众所周知，晶粒越细，由此类合金生产的铸件的机械性能越好。在考量若干方案后，提出了一种将纳米粉引入液态金属的有效方法。该方法避免了上述所有问题，由压制含铝颗粒（颗粒与纳米粉）的 5-9.5mm 直径棒材或丝材组成。棒材中添加的纳米粉使合金中 NP 含量不超过 0.05%，有时甚至仅千分之几。
引用
@article{arxiv.1810.08025,
title = {Nanomodification of aluminum alloys},
author = {A Titlov and G Krushenko and C Reshetnikova and K Borodianskiy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.08025},
year = {2018}
}