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摘 要

本文通过等通道角挤压（ECAP）的方法获得了超细晶铜，再将超细晶铜在600℃分别进行2min、10min、30min、60min的退火处理。研究了不同退火时间超细晶铜在模拟海水中的耐腐蚀性能，并分析了其组织演变规律，得出如下结论： (1)随着退火时间的延长，超细晶铜平均晶粒尺寸变大，位错密度减小； (2)随着超细晶铜退火时间延长，自腐蚀电位变低，自腐蚀电流变大，腐蚀速率变低，耐蚀性下降。 (3)通过对不同退火时间处理的超细晶铜的扫描电子显微镜分析（SEM）的分析，可知超细晶铜耐蚀性比较好，腐蚀均匀，具有更稳定的组织，没有粗晶铜一样很深的蚀孔。

关键词：超细晶铜 耐蚀性 组织演变 退火

The corrosion performance study of ultrafine copper was prepared by intense plastic deformation

Abstract

Based on the method of equal channel angular extrusion (ECAP) method to obtain the ultra-fine crystal copper, then ultra-fine crystal copper in 600 ℃ respectively for 30 min, 2 min, 10 min, 60 min of annealing treatment. Different annealing time ultra-fine crystal copper was studied in simulated seawater corrosion resistance, and analyzes its evolution law, the following conclusions: (1) as the extension of annealing time, ultra-fine crystal copper average grain size, dislocation density decreased; (2) the corrosion potential decreases, the corrosion rate decreases and the corrosion resistance decreases with the prolonged period of the microcrystalline copper annealing. (3) through the process of different annealing time of ultra-fine crystal copper (SEM) analysis, scanning electron microscope (SEM) analysis is ultra-fine crystal copper better corrosion resistance, uniform corrosion, has a stable organization, without the deep corrosion hole with coarse grain.

Key words:Ultrathin copper; Resistant ;Tissue evolved into ;Annealing

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1铜及铜合金 2

1.2剧烈塑性变形制备纳米材料 3

1.3 纳米铜合金腐蚀性能 4

1.4课题研究目的和内容 4

1.4.1本课题研究目的 4

1.4.2本实验实验内容 4

第二章 实验研究方法 6

2.1前言 6

2.2实验方案 6

2.3主要实验试剂和设备 6

2.3.1 实验试剂 7

2.3.2实验设备 7

2.4实验材料 8

2.5实验方法 8

2.5.1金相组织观察 8

2.5.2电化学实验 8

2.5.3 全浸法 9

2.5.4 XRD分析 9

2.5.5腐蚀形貌观察 9

第三章 实验结果与讨论 11

3.1 组织分析 11

3.1.1金相组织观察 11

3.1.2XRD观察 12

3.2 腐蚀性能研究 13

3.2.1 OCP 13

3.2.2极化曲线 14

3.2.3全浸法 18

3.4浸泡腐蚀形貌 19

3.4.1不同浸泡时间金相显微镜形貌观察 19

3.4.2扫描电子显微镜观察 21

3.4.3不同退火时间的金相显微镜腐蚀形貌观察 22

第四章 实验结论与展望 24

4.1 实验结论 24

4.2 展望 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪论

1.1铜及铜合金

人类对于铜的应用早在数千年前就有它的记载。按照全世界的考古发现，追溯到六千年前的史前期间，埃及人就有运用铜器的痕迹。在华夏五千年历史里面，早就商周期间就能制造青铜器，商周期间的青铜器在世界青铜器中也能享有极高的名誉和艺术价值，这意味着中国在先秦时期就已经领有与众不同的技术与文明。铜在古文明时期，主要用来制造饰品等，只是最基本的应用。铜是人类先人最早学会运用的一种金属材料，它具备很多优良的与其他大部分金属一样的共性和独特的功能。铜为人类的发展做出了很大的贡献。现在人们进入了多姿多彩的新时代，以电气化和网络信息化为特色的高度文化聚集社会，为铜的应用开阔了更为广大的天地。铜作为一种种类繁多的金属被人们不断挖掘和运用，已深深地渗入了消费和日常生活的各个方面，平时生活中无时无刻不在跟铜产品接触。铜带来了时代的发展。

中国的科技要在国际上占有一席之位，那就必须要研究出各种新材料。我国就是因为材料的困扰，导致很多的建设和研究跟不上。因此，开发新的超细晶材料，研究其生产方法和工艺是目前刻不容缓的任务。腐蚀是一般都会存在的，很难避免，腐蚀既然不可避免，那只能从晶体结构上或者在表面上做处理来达到腐蚀降低的效果。腐蚀会消耗资源，让本来就资源枯竭的时代进一步面临困境，腐蚀还会污染环境，让生态环境日益恶化，甚至危机人类的安全和健康。

铜的应用很广，导线在目前生活中无处不在。在工业正在高速发展的中国，国造航母的第一次下水，这代表着中国的国力提升，也暗示着材料的研究有着进步。试想如果应用广泛的铜能在耐腐蚀性能上有着突破，那将是研究历史上的里程碑。所以，对于研究铜的其他性能是很有必要的。

铜是一种化学元素，能与很多的强氧化性物质发生反应。因为铜的活泼性不高，所以它的耐蚀性比较好。

世界的铜矿资源相对于其余金属的含量来说还算较为丰富，铜不难从它的矿石中提取，它的运用价值高可费用低，大大提高了铜的应用效应，但在全世界范围内可开发的矿藏相比其余金属就显得稀少。有些，像在瑞典法伦的铜矿，在十三世纪初，曾是地方甚至国家的巨额收入的来源，为他们国家经济的发展提供了动力。中国的甘肃省金川市、山东省的阳谷祥光铜业、大冶市、贵溪市、上海市、天津市、云南省均有丰富的铜矿含量，所以中国对于铜产还是相当重视的。

铜是一种相对于其他金属来说性质比较柔软的金属，硬度为3，比很多金属的硬度都低。纯铜在20℃时密度为8.89g/cm^-3，纯铜因加工的方法和杂质含量不同导致密度也会有所不同，一般都为8.3~8.89g/cm^-3之间，熔融铜的密度低一点，密度为8.22g/cm^-3。

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