纳米晶Ni80Cr20合金微结构演变及电学性能的研究

摘要

Z箍缩驱动和激光驱动的惯性约束聚变，均需要用到微米级大电阻丝材。Ni80Cr20作为电热合金，可作为Z箍缩驱动中新型的金属丝阵负载材料和激光驱动中冷冻靶的微加热元件。本文通过结合单模冷拉拔和连续退火工艺制备了Ni80Cr20超细丝。研究了生产Ni80Cr20超细丝的不同工艺过程中的技术特点，结合金属丝强力仪、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和低温测电阻等多种实验方法，具体研究了冷拉拔和退火相结合的工艺对超细丝产品的性能和微结构的影响。
　　经冷拉拔获得的直径为21.14μm的Ni80Cr20合金超细丝，利用微控退火复绕机进行退火，确定了最佳的连续退火工艺。并以直径为21.14μm的模具进行式穿模实验，结合电化学腐蚀和超景深显微镜辅助穿模的方法，解决了人工肉眼穿模效率低的难题。在拉拔中，丝材直径变细，晶粒碎化，且沿拉拔方向被拉长出现织构现象，加工硬化和晶粒细化使超细丝抗拉强度升高，而加工率较大时伸长率变化不大。经过退火后的超细丝强度又有所降低，晶粒尺寸逐渐长大，伸长率升高。成功制备出超细金属丝横截面的透射电镜样品，并进行了微观结构分析，Ni80Cr20合金超细丝为多晶结构，存在刃型位错、孪晶、晶界区和非晶界区。
　　Ni80Cr20超细丝中存在的原子偏聚区，影响了电子散射几率，冷拉拔加工和退火能够破坏这种结构进而影响超细丝电阻率。室温到50K时超细丝电阻率主要是由晶格散射引起，但是当温度在50K以下时电子间的散射起主要作用。
　　本课题通过冷拉拔和退火相结合工艺制备超细丝，确定了拉拔和退火工艺条件，研究了退火前后丝材的微结构和电学性能，为以后的超细丝的生产提供了理论和实践基础。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 拉拔工艺

1.3 国内外超细丝拉拔的研究现状及问题

1.4 本文的研究内容和目的

1.5 课题创新点

2 实验材料和研究方法

2.1 实验材料及原理

2.2 单模冷拉拔工艺路线制定

2.3 热处理工艺

2.4 实验研究方法

3 Ni80Cr20超细丝退火及二次拉拔研究

3.1 影响Ni80Cr20合金超细丝退火的因素

3.2 Ni80Cr20合金超细丝二次拉拔技术

3.3 二道次拉拔实验

3.4 本章小结

4 Ni80Cr20超细丝微结构演变研究

4.1 Ni80Cr20超细丝XRD分析

4.2 Ni80Cr20超细丝透射电镜显微结构分析

4.3 微结构对力学性能的影响

4.4 本章小结

5 Ni80Cr20超细丝电学性能研究

5.1 Ni80Cr20超细丝电阻率的影响因素

5.2 Ni80Cr20超细丝低温电学性能

5.3 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果