微尺度下氢对金属镍变形行为的影响研究

发布时间：2022-12-10 09:09

　　作为自然界体积最小的原子,氢很容易进入到金属材料内部,致使金属材料性能退化,即氢脆。氢脆广泛存在于海洋工程、水下武器、核反应堆、化工产业等军工和民生行业,氢脆导致的灾难事故屡见不鲜,给国民经济和人民生活造成巨大损失。另一方面,因其零污染、含量高等优点,氢已成为未来最有发展前途的清洁能源之一。在氢能源的存储和输运等环节中,不可避免地存在氢脆威胁。因此,研究金属氢脆机理对推动新型氢能源的开发和应用具有重要意义。在过去上百年的研究中,多种氢脆机理被发现并被解释,但由于氢脆机理的极端复杂性,各种解释之间存在不一致甚至相互矛盾。一个重要的原因是,人们还没有从根本上认清氢对不同金属中位错演化的影响,以及氢对位错与材料内部其它缺陷相互作用的影响。本论文以微纳米尺度实验为主要研究方法,结合分子动力学模拟,研究了氢对金属镍的屈服强度、硬化行为的影响,同时,还探讨了氢对位错形核、位错运动及演化、位错与晶界相互作用等过程的重要影响。本文的主要工作有:1、通过一系列单晶镍微纳米柱单轴压缩实验,研究了电化学充氢对微纳米柱强度、应变硬化/软化、塑性变形模式的影响。实验表明:充氢能降低微纳米柱的屈服强度,氢浓度越高... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究方法和内容
2 实验方法及原理
    2.1 试样表面制备方法
    2.2 试样充氢方法
    2.3 实验原理
3 单晶微纳米柱压缩实验及MD模拟分析
    3.1 引言
    3.2 实验方法介绍
    3.3 不同尺寸微纳米柱单轴压缩实验
    3.4 不同氢浓度下微纳米柱单轴压缩实验
    3.5 分析和讨论
    3.6 分子动力学模拟
    3.7 本章小结
4 多晶镍微压痕实验及分析
    4.1 引言
    4.2 多晶压痕试样制备和实验过程
    4.3 多晶试样压痕结果
    4.4 分析和讨论
    4.5 本章小结
5 全文总结
    5.1 主要结论
    5.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]化工大数据 图说氢能源[J].   广州化工. 2019(06)
[2]氢扩散与裂纹尖端应力场耦合效应的有限元分析[J]. 张显,国凤林.  表面技术. 2018(06)
[3]氢原子对双晶α-铁晶界裂纹扩展影响的模拟研究[J]. 李春帆,张云光,宋海洋.  兵器材料科学与工程. 2017(01)
[4]化石燃料结构变化对大气中δ13CO2的影响[J]. 陈跃琴,李金龙.  中国环境科学. 2001(06)
[5]310不锈钢中氢致纳米空洞导致断裂的机理[J]. 陈奇志,黄一中,王燕斌,褚武扬.  中国科学E辑:技术科学. 1998(04)

硕士论文
[1]应力作用下纳米晶体材料小角度晶界位错运动过程的研究[D]. 秦河林.广西大学 2016



本文编号：3716478