CN1757784A - 纳米晶－微米晶层状复合材料及其制备方法 - Google Patents

纳米晶－微米晶层状复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1757784A
CN1757784A CN 200510019698 CN200510019698A CN1757784A CN 1757784 A CN1757784 A CN 1757784A CN 200510019698 CN200510019698 CN 200510019698 CN 200510019698 A CN200510019698 A CN 200510019698A CN 1757784 A CN1757784 A CN 1757784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crystal
layered composite
composite material
nanometer
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200510019698
Other languages
English (en)
Other versions
CN100345996C (zh
Inventor
戴品强
洪毅诚
许伟长
项忠楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
Original Assignee
Fuzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University filed Critical Fuzhou University
Priority to CNB2005100196982A priority Critical patent/CN100345996C/zh
Publication of CN1757784A publication Critical patent/CN1757784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100345996C publication Critical patent/CN100345996C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种纳米晶—微米晶层状复合材料及其制备方法，其特征在于：纳米晶—微米晶层状复合材料是由纳米晶金属和微米晶金属呈层状相间分布组成；所述的纳米晶—微米晶层状复合材料采用双槽交替电沉积方法制备。本发明解决了现有的纯纳米金属材料塑性低、缺乏应变强化能力、难以塑性加工成型等缺陷，它在保持纳米金属材料高强度性能的基础上，大幅度提高了材料的塑性。

Description

纳米晶一微米晶层状复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高强度和高塑性的纳米晶-微米晶层状复合材料及其制备方法
背景技术：
纳米金属材料具有很高的强度、硬度，可以制备高强度的重要零件。但其塑性很低(拉伸延伸率一般小于5％)，无明显的加工硬化，容易引起变形集中，难以塑性加工成型，服役时偶然过载可能导致早期断裂。这严重影响了纳米金属材料的加工和应用。因此提高纳米金属材料的塑性，对纳米金属材料的加工和安全可靠应用具有重要的意义。而普通微米晶金属材料虽然塑性很高，具有明显的应变强化能力，可以塑性成型，但强度很低。服役时如遇到偶然过载，则立即产生应变强化，局部强度提高，塑性变形停止，从而保证零件安全工作。
发明内容：
为了解决现有的纯纳米金属材料塑性低、缺乏应变强化能力、难以塑性加工成型等缺陷，本发明提出了一种纳米晶-微米晶层状复合材料，它在保持纳米金属材料高强度性能的基础上，大幅度提高了材料的塑性。
本发明的另一目的在于提供一种用于制造该纳米晶-微米晶层状复合材料的制备方法。
本发明的技术方案如下：
(1)纳米晶-微米晶层状复合材料：由纳米晶金属和微米晶金属呈层状相间分布组成。
(2)纳米晶-微米晶层状复合材料的制备方法：采用双槽交替电沉积方法制备。
本发明根据材料复合强化和韧化的原理，采用特殊的制备方法，在高强度的纳米晶金属中加入微米晶金属，使两者呈层状相问分布，形成纳米晶-微米晶层状复合材料，从而利用纳米金属的高强度特性保持复合材料的高强度，利用微米晶层的高塑性特性提高复合材料的塑性，使复合材料具有很高的强度、硬度和较高的塑性及一定的应变强化能力，大大扩大了材料的加工、应用范围。如电沉积纳米镍的强度约为1100MPa，但其拉伸延伸率为2％-3％。而包含有厚度为20％的微米晶层的纳米晶-微米晶层状镍复合材料的强度可以保持在1000MPa左右，拉伸延伸率为7％-8％以上。
具体实施方式：
本发明的纳米晶-微米晶层状复合材料是由纳米晶金属和微米晶金属呈层状相间分布组成。纳米晶层金属和微米品层金属可以是同种金属，如：纳米镍-微米镍，纳米钴-微米钴，纳米铜-微米铜；也可以是不同种金属，如：纳米镍-微米铜，纳米镍-微米钴。纳米晶层金属和微米晶层金属的厚度之比可以根据强度和塑性的要求在10∶1到1∶1之间变化。复合层数在3层以上，最外层可以是纳米晶金属，也可以是微米晶金属，这取决于最先和最后沉积的种类。
上述的纳米晶-微米晶层状复合材料采用双槽交替电沉积方法制备，其制备方法如下所述，
(1)分别配制微米金属镀液和纳米金属镀液，并置于两个不同的电解槽内。
(2)将准备好的基体放入其中一个电解槽内，以基体为阴极，用与所要沉积的金属相同金属板为阳极(即沉积铜，用铜板作阳极；沉积镍，用镍板作阳极)。加上直流电源，调整沉积工艺参数，沉积一定时间后，将基体转移到另一个电解槽内，沉积一定时间后再放入前一电解槽内继续沉积，如此循环交替沉积直至希望的厚度；通过控制基体在纳米金属镀液和微米金属镀液中的沉积时间，来调整纳米晶层和微米晶层的厚度；所述的基体在一个电解槽内沉积取出后，先用蒸馏水冲洗后，再立即放入另一个电解槽内沉积。
(3)沉积后取出试样放入基体溶解液中将基体溶解，即获得所需的纳米晶-微米晶层状复合材料；所述的基体可采用铜基体，相应的基体溶解液为铬酸溶液。
下面以纳米晶镍-微米晶镍层状复合材料为例，具体说明纳米晶-微米晶复合材料的具体制备过程如下：
(1)分别配置微米镍镀液和纳米镍镀液，微米镍镀液的配方为：NiSO4·6H2O300g/L，NICl2·6H2O 45g/L，H3BO340g/L，C12H25Nao4S 005g/L。纳米镍镀液的成分是在微米镍镀液的基础上添加5g/L的糖精。
(2)微米镍的沉积工艺参数：PH值5.0；电流密度5A/dm2；温度50℃。纳米镍的沉积工艺参数：PH值3.0；电流密度10A/dm2温度60℃。
(3)紫铜基体的准备：将紫铜薄板裁成所需的尺寸，去油，去除氧化皮，用10％盐酸溶液活化。
(4)采用直流电源，以电解镍板为阳极，紫铜为阴极。首先在纳米镍镀液中沉积一定时间，取出在蒸馏水中冲洗，立即放入微米镍镀液中沉积微米镍，沉积一定时间后取出清洗，然后再放入纳米镍镀液中沉积，如此循环交替沉积直至希望的厚度。
(5)沉积后取出试样清洗吹干，然后放入铬酸溶液(50gCrO3+3mlH2SO4+200mlH2O)浸泡，将紫铜基体溶解，即获得所需的纳米晶-微米晶层状复合材料。

Claims (9)

1.一种纳米晶-微米晶层状复合材料，其特征在于：它是由纳米晶金属和微米晶金属呈层状相间分布组成。
2.根据权利要求1所述的纳米晶-微米晶层状复合材料，其特征在于：纳米晶层金属和微米晶层金属可以是同种金属，也可以是不同种金属。
3.根据权利要求1或2所述的纳米晶-微米晶层状复合材料，其特征在于：纳米晶层金属和微米晶层金属的厚度之比可以在10∶1到1∶1之间变化。
4.根据权利要求3所述的纳米晶-微米晶层状复合材料，其特征在于：纳米晶-微米晶层状复合材料的层数在3层以上，最外层可以是纳晶层，也可以是微晶层。
5.一种根据权利要求1所述的纳米晶-微米晶层状复合材料的制备方法，其特征在于：所述的纳米晶-微米晶层状复合材料采用双槽交替电沉积方法制备。
6、根据权利要求5所述的纳米晶-微米晶层状复合材料的制备方法，其特征在于，其制备方法如下所述：
(1)分别配制微米金属镀液和纳米金属镀液，并置于两个不同的电解槽内。
(2)将准备好的基体放入其中一个电解槽内，以基体为阴极，用与所要沉积的金属相同的金属板为阳极，通入直流电源，沉积一定时间后，将基体转移到另一个电解槽内，沉积一定时间后再放入前一电解槽内继续沉积，如此循环交替沉积直至希望的厚度；
(3)沉积后取出试样放入基体溶解液中将基体溶解，即获得所需的纳米晶一微米晶层状复合材料。
7.根据权利要求6所述的纳米晶-微米晶层状复合材料的制备方法，其特征在于：所述的基体可采用铜，相应的基体溶解液为铬酸溶液。
8.根据权利要求6或7所述的纳米晶-微米晶层状复合材料的制备方法，其特征在于：基体在一个电解槽内沉积取出后，先用蒸馏水冲洗后，再立即放入另一个电解槽内沉积。
9.根据权利要求6或7所述的纳米晶-微米晶层状复合材料的制备方法，其特征在于：通过控制基体在纳米金属镀液和微米金属镀液中的沉积时间，来调整纳米晶层和微米晶层的厚度。
CNB2005100196982A 2005-10-28 2005-10-28 纳米晶－微米晶层状复合材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN100345996C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100196982A CN100345996C (zh) 2005-10-28 2005-10-28 纳米晶－微米晶层状复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100196982A CN100345996C (zh) 2005-10-28 2005-10-28 纳米晶－微米晶层状复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1757784A true CN1757784A (zh) 2006-04-12
CN100345996C CN100345996C (zh) 2007-10-31

Family

ID=36703350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100196982A Expired - Fee Related CN100345996C (zh) 2005-10-28 2005-10-28 纳米晶－微米晶层状复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100345996C (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102534703A (zh) * 2012-01-05 2012-07-04 北京工业大学 一种制备纳米/微米晶复合结构纯铜的方法
CN106086963A (zh) * 2016-06-13 2016-11-09 西安交通大学 一种双槽电解制备纳米晶/非晶金属多层薄膜增塑的方法
CN108642539A (zh) * 2018-04-26 2018-10-12 昆明理工大学 一种多层梯度结构铜合金材料的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5433797A (en) * 1992-11-30 1995-07-18 Queen's University Nanocrystalline metals
EP1256639A1 (en) * 2001-05-08 2002-11-13 Universite Catholique De Louvain Multiple bath electrodeposition
CN1181227C (zh) * 2001-12-04 2004-12-22 重庆阿波罗机电技术开发公司 光亮耐腐蚀耐磨镍基纳米复合电镀层组合及其制备工艺
US20050205425A1 (en) * 2002-06-25 2005-09-22 Integran Technologies Process for electroplating metallic and metall matrix composite foils, coatings and microcomponents

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102534703A (zh) * 2012-01-05 2012-07-04 北京工业大学 一种制备纳米/微米晶复合结构纯铜的方法
CN106086963A (zh) * 2016-06-13 2016-11-09 西安交通大学 一种双槽电解制备纳米晶/非晶金属多层薄膜增塑的方法
CN108642539A (zh) * 2018-04-26 2018-10-12 昆明理工大学 一种多层梯度结构铜合金材料的制备方法
CN108642539B (zh) * 2018-04-26 2020-05-15 昆明理工大学 一种多层梯度结构铜合金材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100345996C (zh) 2007-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102260891B (zh) 双脉冲电沉积纳米晶镍钴合金的方法
CN101445946B (zh) 一种Ni-W-P三元合金防腐耐磨电沉积镀层及其生产工艺和电镀液
CN103460464A (zh) 二次电池负极集电体用电解铜箔及其制造方法
CN112239874B (zh) 具有纳米孪晶结构的纯镍或镍基合金镀层及其电沉积制备方法
CN101195208B (zh) 具有高硬度高耐磨的电镀金刚石工具的制造方法
CN103510130B (zh) 三价铬硬铬电镀方法
CN102773432B (zh) 一种镍磷合金镀层连铸结晶器铜板及其制备工艺
CN102773434A (zh) 一种纳米复合电镀层连铸结晶器铜板及其制备工艺
CN109023447A (zh) 一种高强度高韧性层状纳米结构铜的制备方法
CN111850624B (zh) 具有极小孪晶片层厚度和超高强度的纳米孪晶镍及其制备
CN105177645A (zh) 一种多层复合梯度纳米纯铜材料的制备方法
CN104451829A (zh) 一种镍-铁-磷/纳米v8c7复合电镀液
CN100345996C (zh) 纳米晶－微米晶层状复合材料及其制备方法
CN100588748C (zh) 一种高强度高塑性纳米镍及其镀液和制备方法
CN107737892A (zh) 连铸结晶器铜板电镀镍钴锰合金镀层及其制备工艺
CN102899694A (zh) 一种电镀铜镍合金硬币类产品及其制备方法
CN106929892A (zh) 一种高耐蚀性高硬度三价铬硬铬镀层的制备方法
CN101311322B (zh) 一种电镀铁镍合金表面处理工艺及其电镀液
CN113046815A (zh) 连铸结晶器双脉冲电镀镍-石墨烯复合镀层制备方法
CN104404604A (zh) 一种镍-磷/纳米v8c7 复合电镀液
CN102392276B (zh) Ni-Co-C合金代硬铬镀层的电沉积制备方法
AT506583B9 (de) Elektrochemisches beschichtungsverfahren
CN100441748C (zh) 低应力、抗磨减摩梯度Ni-Co纳米合金镀层的制备方法
CN108642539A (zh) 一种多层梯度结构铜合金材料的制备方法
CN100545320C (zh) 一种用于制作平面电铸板的电铸镍的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071031

Termination date: 20101028