納晶金屬材料的制備與熱輸運行為研究.pdf

1、伴隨著科學技術的飛速發(fā)展，越來越多的新材料不斷地被開發(fā)出來。納晶材料與相應的傳統(tǒng)材料相比具有較高的屈服強度和較好的耐磨性能，晶粒細化理論及技術已成為提高新型金屬材料性能的重要研究方向。高強度和高韌性通常意味著晶粒的細化、晶體缺陷，同時第二相的加入，致使材料晶粒邊界密度及邊界的晶格體點陣畸變加劇，進而也加強了對運動電子的散射作用，導致材料導熱性能顯著惡化。因此，進一步探究并掌握新興材料的導熱性能成為工作的重點。
　　為了更好地了解納

2、晶金屬材料導熱特性和熱輸運機理，本文主要工作是選用高純Cu、Ag粉體，利用國產(chǎn)六面頂壓機DS6×14 MN制備得到納晶Cu和納晶Cu-Ag雙峰材料，對樣品材料物性參數(shù)等進行了測試。同時，分析并簡化納晶金屬材料熱輸運幾何單元模型，引入卡皮查熱阻理論，在該理論基礎上建立并改進卡皮查熱阻數(shù)學模型，對兩種試樣熱導率進行了數(shù)值計算預測，從新的視角討論納晶金屬材料內部晶界等因素所引起的載熱子散射效應對熱輸運過程的影響及其內在的物理機理和構效關系，對

3、揭示納米結構金屬晶體熱輸運機理和實際中材料熱設計水平提升都有重要意義。
　　本文的研究結果表明，相對于粗晶體而言，熱壓燒結得到的納晶Cu和納晶Cu-Ag雙峰材料導熱性能明顯削弱。平均晶粒尺寸約在50-200 nm范圍內納晶Cu熱導率與晶粒尺寸約在50-300nm的納晶Cu-Ag合金材料熱導率平均值大約為其相對應粗晶材料熱導率的55%和40%。另外，其熱導率隨晶粒尺寸的增加而增，表現(xiàn)出顯著的尺寸效應。通過數(shù)值模型預測了平均晶粒尺寸在