纳米晶镍涂层损伤与断裂机制探究

"电沉积纳米晶镍涂层的损伤与断裂实验研究" 本文主要探讨了电沉积纳米晶镍涂层在受力过程中的损伤与断裂行为。纳米晶体材料，尤其是电沉积的纳米晶镍涂层，因其独特的微观结构，表现出比传统粗晶材料更优的力学性能，例如更高的屈服强度、硬度和出色的耐磨性。然而，这些特性背后的微观结构和变形机制导致了纳米晶体材料内部的损伤演化过程与传统材料显著不同。 研究中，作者赵彦杰和周剑秋以铜基纳米晶镍涂层为研究对象，在室温环境下进行拉伸力学性能测试和划痕测试。他们运用3D数字图像相关法来跟踪涂层在拉伸过程中的变形情况，同时借助场发射扫描电镜分析了断裂机理和涂层与基体界面的失效模式。 实验结果显示，应变速率对纳米晶镍涂层的塑性和强度有直接影响。随着应变率的增加，涂层的延伸率和强度均呈现增长趋势。这表明，应变速率的变化会改变材料的变形行为，从而影响其力学性能。 在断裂机制方面，纳米晶镍涂层的破坏主要源于界面附近的纳米尺度晶界裂纹的形成。这些裂纹在晶界处萌生并沿晶界持续扩展至涂层表面，导致最终的断裂。通过对涂层进行划痕测试，研究人员得以确定纳米晶镍涂层与基体发生失效的临界应力以及失效方式。 关键词涵盖了纳晶材料、损伤演化、应变速率和裂纹等方面，这表明该研究不仅关注纳米晶镍涂层的力学特性，还深入探讨了其在实际应用中可能面临的损伤与断裂问题，对于理解纳米晶体材料的服役行为和优化其性能具有重要意义。 文章的发表基于高等学校博士学科点专项科研基金，反映了这一领域的研究在学术界受到了重视。作者赵彦杰专注于合金的断裂损伤研究，而通信联系人周剑秋教授则在先进材料、能源装备、工业涂层以及电池电极材料等多个领域有着广泛的研究兴趣和深厚的学术背景。他们的工作为纳米晶体材料的工程应用提供了理论支持和实验依据。