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制造技术

本发明专利技术涉及一种超硬纳米晶体金属材料，具体地说是一种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方法。利用电解沉积技术，制备出厚度为数百微米至毫米的纳米孪晶镍，其微观结构是由长200～3000nm，宽约10～50nm的柱状晶粒组成，在柱状晶内部包含有高密度且取向一致的孪晶片层结构，孪晶片层的厚度从0.5到10nm。具有孪晶结构的晶粒可占整个样品晶粒的100％。该材料的室温显微硬度可达8.5GPa以上，是普通电镀纳米镍的1.5‑2倍以上。250℃退火半小时后硬度增加到9.6GPa，结构粗化温度可达350℃以上，比普通纳米晶镍的结构粗化温度高150℃以上。本发明专利技术制备的纳米晶镀层可应用于铜、镍及其合金，以及不锈钢等金属材料的耐磨防护，也可应用于微机械系统(MEMS)等领域。

Nano twin nickel with very small twin lamellar thickness and ultra high strength and its preparation

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及纳米晶体金属材料的制备和镀层防护领域，特别提供一种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方法。
技术介绍
镍是具有光亮银白色的金属，略带黄色。其在空气中易钝化，有较好的化学稳定性，在常温下不受水、大气和碱的侵蚀。此外，镍具有优良的力学性能，如较高的硬度、良好的耐磨性、较好的延展性等。镀镍层易于通过光亮电沉积获得光亮的表面，适于作为钢铁、铝合金、铜合金、锌铸件以及经过金属化处理的非金属制品的表面光亮装饰。因此镀镍层是最重要的金属镀层之一。它广泛用于汽车、自行车、仪表、医疗器具、文具用品和日用五金等方面。纳米晶体材料是指微观结构特征尺寸小于100nm的单相或多相晶体材料。其显著结构特点是晶粒尺寸极小，有很大比例的原子位于晶界处，这使得纳米晶体材料相比传统粗晶材料具有显著不同的物理化学性能及力学性能，这为高性能工程材料的制备提供了广阔的发展空间。近些年来，通过调控界面(相界和晶界)来提高纳米晶体材料的综合性能(强度、塑性、热稳定性等)成为了研究的热点。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有极小孪晶片层厚度和超高强度的纳米孪晶镍材料，其特征在于：所述纳米孪晶镍材料的微观结构是长200～3000nm，宽15～50nm的柱状晶粒，在柱状晶内部包含有取向一致的孪晶片层结构，孪晶片层的厚度为0.5～10nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有极小孪晶片层厚度和超高强度的纳米孪晶镍材料，其特征在于：所述纳米孪晶镍材料的微观结构是长200～3000nm，宽15～50nm的柱状晶粒，在柱状晶内部包含有取向一致的孪晶片层结构，孪晶片层的厚度为0.5～10nm。


2.一种权利要求1所述具有极小孪晶片层厚度和超高强度的纳米孪晶镍材料的制备方法，其特征在于，利用直流电解沉积技术，具体工艺步骤如下：
1)、基底打磨，抛光，表面除油，在稀硫酸中超声活化；
2)、镀液配置：硫酸镍六水100～350g/L，氯化镍六水20～50g/L，硼酸20～50g/L，溶于去离子水，搅拌溶解后滤纸过滤；
3)、加入添加剂：十二烷基硫酸钠0.05～0.2g/L，糖精钠1.0～5.0g/L，1,4丁炔二醇0.3～0.9g/L，冰乙酸0.01～0.2g/L；
4)、用10％稀硫酸调节电解液pH值至3～5；采用直流电沉积的方法，电流密度30～200mA/cm2；电解液温度为50～80℃。


3.按照权利要求2所述具有极小孪晶片层厚度和超高强度的纳米孪晶镍材料的制备方法，其特征在于，所得纳米孪晶镍材料具有如下性质：纯度>99.7wt.％，在室温条件下，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘杰，段峰辉，李毅，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21