纳米孪晶材料疲劳裂纹钝化研究

发布时间：2021-08-18 07:52

　　因为其特殊的微观结构,纳米晶体材料展现出了高硬度、高强度、高导电性等一系列众多优异的性能。但是实验数据表明,当减少纳晶铜的晶粒尺寸时,其强度提高的同时,也伴随了塑性的下降,而当减少纳米孪晶铜的晶粒大小时,其强度提高,与此同时塑性又不会遭到损失。我们知道,孪晶界对电子的散射能力非常小,这意味着引入大量孪晶界不仅能够提高材料强度又不会影响材料的电导性。这为我们更深入地研究纳米孪晶材料提供了极其重要的理论依据。本文中,我们在充分理解了纳晶材料的力学行为和变形机制的基础上,探讨了晶体裂纹尖端附近位错的分布,研究了晶粒尺寸对裂纹钝化的影响,构建了纳米孪晶疲劳裂纹尖端位错的发射模型,讨论了位错的发射对孪晶材料裂纹钝化的影响,所研究的关键的问题和取得的进展如下:（1）我们从理论上表示了对于在室温下的纳米晶和超细晶的晶粒尺寸模型,裂纹对通过晶格位错发射导致的钝化是高度敏感的,特别是晶界同时作用在裂纹尖端的位错发射和因此而产生的纳米金属的钝化。当减小纳晶的晶粒尺寸时,材料有往脆性行为反向的转变。（2）我们基于连续位错理论研究了单晶裂纹尖端附近的应力和位错分布,结果表明剪应力不仅存在于在裂纹尖端,也会同时... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纳米晶体材料二维情况下晶粒和晶界原子分布示意图

4图 1-2 四种不同晶界的示意图图1-2为四种不同晶界的结构类型。如图1-2（a）所示，这类晶界为小角晶界，相邻的晶粒之间取向差角小于15°，晶格位错周期性分布。如图1-2（b）所示，这类晶界为高角晶界，较小角晶界，相邻的晶粒之间的取向差角要大于10°。如图1-2（c）所示，该类晶界为非平衡晶界，通常存在于高应变变形时，晶界作为位错吸收源的情况下，这类晶界存在比较大的缺陷。如图1-2（d）所示，这类晶界为非晶态状的晶界

图 1-3 密度同屈服强度的函数图rtman 和 Coworkers[31]观察到纳米晶 Cu 和 Pd 样品明显对应物，材料失效的应力也会更高。Suryanarayana[32]报米铜样品的压缩屈服强度达到 500MP，下表中给出了


本文编号：3349510