摘要本研究中将通过表面机械碾压处理技术制备的纳米晶体铜制成拉伸试样，然后进行 单向拉伸测试，直至其断裂。结合扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜等微观结构表征 手段观察断口形貌，揭示纳米晶体金属在断裂过程中微观结构变化规律和微观结构和微 观缺陷的相互作用规律。同时利用具有纳米分辨率的 X 射线三维断层扫描技术，系统观 察在单向拉伸变形过程中样品内部纳米尺度微孔的形核和扩展过程，理解施加应力或应 变对裂纹演化过程的影响规律。75927

毕业论文关键词 纳米晶体铜 拉伸变形 断裂损伤 X 射线三维断层扫描技术

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Microscopic mechanism research of tensile fracture of nanocrystalline copper

Abstract In this study, we will make the nanocrystalline copper samples which manufactured by SMGT（surface mechanical grinding treatment）into tensile specimens and then take a uniaxial tensile test until they are fractured。 Then, combined with microstructure characterization methods such as scanning electron microscope (SEM) and laser scanning confocal microscope (LSCM), we’ll observe the fracture appearance and reveal the microstructure change law and the microstructure and micro defects interaction law of nanocrystalline metal in the process of fracture。 At the same time, we’ll use X-ray computed tomography with nanometer resolution to systematically observe the nanoscale micropore nucleation and expansion process within in the process of deformation and understand the influence law of crack evolution because of the applied stress or strain。

Keywords Nanocrystalline copper Tensile deformation Fracture damage X-ray computed tomography

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目 次

1 引言 1

2 实验过程 10 

2。1 样品制备 10

2。2 表征方法 10

2。3 样品单向拉伸断裂测试 11

3 实验结果分析 14

3。1 样品结构形貌分 14

3。2 单向拉伸实验结果分析 15

结论 22

致谢 23

参考文献… 24

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1 引言

本课题研究运用 X 射线计算机断层扫描技术观察块体纳米晶体铜在单向拉伸变形过程 中纳米微孔的形成和演化过程。因此首先应该对纳米晶体材料和 X 射线计算机断层扫描技术 两个研究方向的实验结果和研究现状等有一定的了解。

1。1 纳米晶体材料

纳米晶体材料（Nanocrystalline materials）概念是上世纪八十年代，由德国科学家 Gleiter 首次提出[1]。Siegle 于 1993 年提出了块体纳米晶体材料的定义[2]，即纳米晶体材料是指晶体 区域或者其他特征微观结构的特征尺寸至少在一个维度上处于纳米量级（＜100nm），自身宏 观尺寸在三维方向上都远大于纳米量级的单相或多相晶体材料。相对于粗晶材料，纳米晶体 材料虽然具有高强度、高硬度、以及良好的耐磨性，但是其很多情况下，同时表现出了很低 的韧性，导电性等，这些缺点限制了纳米晶体材料在工程上的应用。