金属纳米结构是科学研究和高技术开发应用的基础。本项目以应力释放和振动的混沌控制为基础,以国家发明专利为依托,探索了单元素金属锌纳米结构和钛-锆二元纳米合金在室温下的干式振动应力场中的演变和优化机理,最终得到了尺度为3-5纳米的单晶的和基本无缺陷的锌纳米颗粒和晶粒尺度为7.6纳米的钛锆二元纳米合金。其中锌纳米结构的塑性变形以晶粒旋转为主要特征,塑性变形能具有一定的积累和释放周期,它是裂解和再结晶的动力。每完成一次能量循环,纳米结构的尺寸就减小一次,缺陷就减少一次,性能就改善一次。因此,正是这种循环使锌纳米结构趋于完善和优化。而纳米钛锆合金的生成经历了塑性变形、颗粒细化、粒子注入、原子扩散和 渗透等阶段。锆颗粒细化是导致合金化的必要条件,没有锆晶粒的足够细化,就不会有锆粒子植入钛基体中。而钛的预先塑性变形为锆原子的注入、扩散和渗透提供了良好的反应基体和充分保障。没有钛预先足够的塑性变形,就不可能有任何新的产物生成。钛晶粒的尺度变化表现出某种周期性,锆粒子越细,钛晶粒的尺度变化周期越短。本项目为金属纳米结构的研制开辟了一条高效节能的新途径,对学科发展和高层次人才培养具有重要的促进作用。
英文主题词nanostructures manufacturing;Zn nanoparticles;Ti-Zr binary nanocomposite;mechanical alloying