异步轧制高纯铝箔织构控制的研究

论文摘要

高纯铝箔是制作高压电容器的关键材料，具有立方取向的晶粒在腐蚀过程中形成隧道蚀坑，有利于获得高的比电容，因此高纯铝箔高的立方织构含量，是获得高比电容的前提条件。长期以来材料科学工作者不断地致力于高纯铝箔微取向流变行为的研究，尤其是最近几年在这一领域取得了很大的进展，但这些成果大都是在同步轧制条件下取得的。本文在异步轧制条件下对高纯铝箔微取向流变行为进行了研究，以期获得高的立方织构含量。 本文选用西南铝厂提供的高纯铝板，对其进行不同速比，不同形变量的冷轧，再进行不同工艺制度的退火。采用X射线衍射术测定样品宏观织构，借助透射电子显微镜进行显微组织观察，利用电子背散射衍射技术进行微区织构分析，结合各部分实验结果，讨论了不同工艺参数对异步轧制高纯铝箔织构和显微组织的影响。通过分析高纯铝箔冷轧后退火的再结晶初期，立方取向晶核的形成过程及立方取向晶粒的长大行为，探讨了高纯铝箔立方织构形成的规律，以求更加系统地控制高纯铝箔立方织构的形成和发展。 研究表明：异步轧制与同步轧制的冷轧织构有较大差异。高纯铝箔在异步轧制下慢辊和快辊两侧的织构类型明显不同，尤其是旋转立方织构{001}<110>的含量上的差异更大，快辊侧随形变量的增加冷轧织构主要为S织构{123}<634>和{102}织构；而慢辊侧则主要为C织构{112}<111>和旋转立方织构{001}<110>。在异步轧制下，快、慢速辊侧之间的各中间层的织构类型也各有不同。 退火再结晶织构在快、慢辊侧的差异减小，织构类型趋于一致。 异步轧制参数对冷轧和再结晶织构有显著的影响。在速比1.17或形变量98.7％处，冷轧织构明显变化。形变量为98.7％的样品，在500℃退火2h，立方织构体积分数随速比近线性增加，形变量大于98.7％时，立方织构含量明显降低。 退火温度和保温时间对异步轧制高纯铝箔的立方织构有较大的影响。形变量为96.7％～98.7％的样品，经500℃～600℃保温2h退火，可得强的立方织构。形变量为99.2％的样品，需经600℃保温2h～3h退火，能获得强的立方织构。低温预回复对不同速比、形变量样品有不同的影响，但对形变量99.2％样品影响最显著。经三段式600℃等温退火，促进了速比1.17、形变量99.2％样品立方织构的形成和发展。 异步轧制高纯铝箔在退火过程中，立方织构的形成存在一个阈值温度，该温度与异步轧制速比成反比。 异步轧制的作用可导致剪切带，在剪切带所包括的区域内集中了非常高的局部塑性变形，提高了高纯铝箔的形变储能，可以提供良好的形核和长大条件。立方亚晶优先在C取向形变基体内形核并长大，定向形核机制为主要因素。{001}<110>和{102}

论文目录

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• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 高压电解电容器用高纯铝箔的生产及现状
• 1.2 常规（同步）轧制高纯铝箔织构的研究状况
• 1.2.1 高纯铝箔冷轧织构的研究概况
• 1.2.2 高纯铝箔再结晶织构的研究概况
• 1.3 异步轧制技术的发展及研究现状
• 1.3.1 异步轧制技术的发展
• 1.3.2 异步轧制技术的特点
• 1.4 再结晶织构的理论研究
• 1.4.1 定向形核理论
• 1.4.2 定向生长理论
• 1.4.3 定向形核-定向生长理论
• 的形成'>1.5 立方织构{001}<100>的形成
• 1.5.1 立方织构的形成条件
• 1.5.2 立方织构的形成机制
• 1.6 本研究工作的主要内容
• 第二章 轧制板材织构的ODF分析法及EBSD技术
• 2.1 ODF分析法
• 2.1.1 晶粒三维取向分布函数
• 2.1.2 利用极图计算ODF
• 2.1.3 晶粒取向分布图（ODF）的分析
• 2.1.4 面心立方金属ODF分析
• 2.2 EBSD技术
• 2.2.1 电子背散射花样（EBSD）的产生原理
• 2.2.2 EBSD样品的准备
• 2.2.3 EBSD的应用
• 第三章 实验材料与实验方法
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验方案
• 3.2.1 测量冷轧织构
• 3.2.2 测量冷轧分层织构
• 3.2.3 测量再结晶织构
• 3.3 实验测量方法
• 3.3.1 织构的X射线测定
• 3.3.2 显微硬度测量
• 3.3.3 显微组织观察
• 3.3.4 EBSD测定
• 第四章 异步轧制高纯铝箔的冷轧织构
• 4.1 引言
• 4.2 高纯铝箔的冷轧织构
• 4.3 高纯铝箔的冷轧分层织构
• 4.4 工艺参数对高纯铝箔冷轧织构的影响
• 4.4.1 形变量对冷轧织构的影响
• 4.4.2 速比对冷轧织构的影响
• 4.5 分析与讨论
• 4.5.1 异步轧制下冷轧织构
• 4.5.2 异步轧制下冷轧分层织构
• 4.5.3 异步轧制下工艺参数与冷轧织构
• 4.6 本章小结
• 第五章 异步轧制高纯铝箔的再结晶织构
• 5.1 引言
• 5.2 高纯铝箔的再结晶织构
• 5.3 工艺参数对高纯铝箔再结晶织构的影响
• 5.3.1 形变量对再结晶织构的影响
• 5.3.2 速比对再结晶织构的影响
• 5.3.3 温度对再结晶织构的影响
• 5.3.4 退火保温时间对再结晶织构的影响
• 5.3.5 预回复退火对再结晶织构的影响
• 5.4 速比对立方织构阈值温度的影响
• 5.5 分析与讨论
• 5.5.1 异步轧制下再结晶织构
• 5.5.2 异步轧制下工艺参数与再结晶织构
• 5.6 本章小结
• 第六章 异步轧制高纯铝箔立方织构形成的微观过程
• 6.1 引言
• 6.2 高纯铝箔冷轧织构的成因
• 6.2.1 层错能对冷轧织构的影响
• 6.2.2 高层错能金属的形变亚结构
• 6.3 高纯铝箔立方织构形成的微观过程
• 6.3.1 高纯铝箔的TEM观测
• 6.3.2 高纯铝箔的EBSD分析
• 6.4 分析与讨论
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间所发表的学术论文
• 作者简介