脈沖電流的金屬材料論文范文

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1脈沖電流對金屬材料組織結構的影響

有關研究發現，脈沖電流對一系列冷加工金屬材料，如鎳、鋁、銅等退火組織結構產生了一定的影響，能夠明顯促進銅金屬再次結晶。如圖1所示，冷變形銅的顯微硬度會隨著銅再結晶的時間變化而發生相應的改變。由此可見，在金屬材料退火過程中，適當施加脈沖電流，可以大大縮短金屬材料的再結晶過程，使其在較短時間內迅速完成。這一研究結果表明了脈沖電流能夠有效抑制結晶晶粒生長，使再結晶晶粒更加細化。同時使Arrhenius公式的前指數因子數值大大增加，對于激活能幾乎沒有任何的影響。針對銅金屬材料而言，施加脈沖電流還能夠使其結構銳化，延遲其退火結晶的形成。這說明，漂移電子流在一定程度上對其顯微組織結構和固態相變產生了影響，同時，還對晶體中的缺陷造成了影響。但是，在電場退火條件下，有相關研究人員認為，電場退火能夠抑制銅再結晶及晶粒生長，從而促進銅再結晶立方結構在短時間內形成與發展，具有非常重要的作用。

2脈沖電流對金屬材料性能的影響

有關研究人員通過實驗發現，脈沖電流不僅能夠使金屬材料的流變應力大大降低，同時可以有效延長金屬材料的疲勞壽命。通過研究高密度脈沖電流對a-Ti和多晶銅等金屬材料的疲勞性能的影響，發現針對a-Ti的低周疲勞，高密度脈沖電流不僅能夠徹底消除軟化過程中的硬化峰，同時，還能夠有效降低其疲勞初期的軟化速率。脈沖電流能夠使多晶銅的沿晶斷裂傾向大大降低，有效延長高多晶銅的疲勞壽命。有研究人員認為，高密度脈沖電流不僅在一定程度上影響了次滑移系中的位錯運動，同時，還影響了駐留滑移帶中的位錯運動，從而使滑移的均勻性得到有效提升。并且，隨著所施加應力的不斷降低，脈沖電流對多銅晶疲勞壽命的影響也會相應地有所增加。另外，有大量研究證明，用脈沖電流進行處理，可以有效減少駐留滑移帶的平均間距和平均寬度，并且有效減小駐留滑移帶和基體界面處的應力集中，從而大大延長其疲勞壽命。除此之外，脈沖電流還能夠有效阻止疲勞裂紋進一步擴展，使金屬材料的疲勞壽命大大延長。

3結語

綜上所述，脈沖電流不僅對金屬材料的塑性變形有顯著的影響，同時，也在很大程度上影響著金屬材料的組織結構的性能。利用電塑性效應可以使位錯穿越各種障礙的能力大大提高，從而有效提升金屬材料的塑性變形能力；利用脈沖電流能夠有效促進銅等各種金屬材料再次結晶；利用脈沖電流對疲勞損傷的金屬材料進行處理之后，能夠使其位錯組態得到有效改變，從而大大延長金屬材料的疲勞壽命。因此，脈沖電流在金屬材料加工、轉變金屬材料組織結構以及改善金屬材料性能等方面有著非常廣闊的應用前景。

作者：馬紅超單位：吉林電子信息職業技術學院