鎂中{10(?)1}孿晶形變機(jī)制的分子動(dòng)力學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-24 14:18
金屬中的微結(jié)構(gòu),例如晶界、共格孿晶界、非共格孿晶界,經(jīng)常作為強(qiáng)化金屬的主要手段。傳統(tǒng)的強(qiáng)化方法一般會(huì)降低材料的塑性。共格孿晶界由于其特殊的孿晶界-位錯(cuò)之間的相互作用,當(dāng)孿晶的特征尺寸下降到納米級(jí)別時(shí),納米孿晶結(jié)構(gòu)對(duì)材料會(huì)顯現(xiàn)出強(qiáng)化效果,這種材料的強(qiáng)化不會(huì)降低材料的塑性。鎂中常見(jiàn)的孿晶主要有{1012}以及{10(?)1}兩種孿晶。本文主要運(yùn)用分子動(dòng)力學(xué)對(duì)單晶鎂中裂尖處的{110(?)1}形成機(jī)制以及{10(?)1}納米孿晶鎂的在納米壓痕下的變形機(jī)制進(jìn)行了研究分析。主要取得了如下進(jìn)展:(1)分析了鎂中裂尖處{10(?)1}孿晶的形成機(jī)制:主要通過(guò)連續(xù)發(fā)射的2/9[1012]錐面部分位錯(cuò)實(shí)現(xiàn),錐面部分位錯(cuò)的發(fā)射會(huì)伴有原子曳步的現(xiàn)象。文中對(duì)于位錯(cuò)矢量及原子曳步的大小給出了詳細(xì)分析,表明這是一種以剪切為主導(dǎo)的孿生機(jī)制,剪切量為1.0672,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其余兩種常見(jiàn)的孿晶位錯(cuò)機(jī)制的剪切量(0.1736,0.1338)。此外,本文又分析了溫度以及應(yīng)變速率對(duì)該機(jī)制的影響。溫度的升高有促進(jìn)孿晶形成的趨勢(shì),但隨著應(yīng)變速率的升高,溫度的促進(jìn)作用會(huì)逐漸降低。應(yīng)變率的提高會(huì)有利于此種孿生機(jī)制的出現(xiàn)。(2)探討了{(lán)...
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1鎂中主要的滑移系:(a)基面、柱面和錐面<a>滑移,(b)錐面<〇?+?〇>滑移叫??Fig.?1-1?Primary?slip?systems?in?magnesium:?(a)?basal,?prismatic?and?pyramidal?slips?of?<a>??
Fig.?1-3?Schematic?diagram?of?atomic?structure?of?twin?boundary.??孿晶界(Twinboundary,?TB)是金屬晶體中一種特殊的晶界,是晶體內(nèi)部發(fā)生孿??生變形時(shí)基體與孿晶之間的界面,界面兩側(cè)晶體關(guān)于該界面對(duì)稱,其結(jié)構(gòu)如圖1-3。??孿晶界錯(cuò)配度和晶界能都低,因此其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。孿晶界可以分為以下兩種:??■??圖1-4鎂合金中的{10了1}孿晶界[17]??Fig.?1-4?The?{10了1}?twin?boundary?in?Mg?alloy[17].??4??
?60?80?100?120??X?or?d?(nm)??圖1-6納米孿晶銅的強(qiáng)度極值及軟化[37]??Fig.?1-6?The?maximum?strength?and?sofening?in?nanotwinned?Cu[37].??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]梯度納米結(jié)構(gòu)材料[J]. 盧柯. 金屬學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]利用分子動(dòng)力學(xué)研究梯度納米孿晶Cu的微觀變形機(jī)理[J]. 周昊飛,曲紹興. 金屬學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]納米孿晶金屬材料[J]. 盧磊,盧柯. 金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[4]鎂合金塑性變形機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 劉慶. 金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[5]從鎂合金在汽車及通訊電子領(lǐng)域的應(yīng)用看其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳禮清,趙志江. 世界有色金屬. 2004(07)
[6]鎂合金的研究應(yīng)用及最新進(jìn)展[J]. 黃曉艷,周宏. 材料與冶金學(xué)報(bào). 2003(04)
[7]分子動(dòng)力學(xué)模擬的主要技術(shù)[J]. 文玉華,朱如曾,周富信,王崇愚. 力學(xué)進(jìn)展. 2003(01)
[8]鎂及鎂合金在航空航天中的應(yīng)用及前景[J]. 鐘皓,劉培英,周鐵濤. 航空工程與維修. 2002(04)
本文編號(hào):2997394
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1鎂中主要的滑移系:(a)基面、柱面和錐面<a>滑移,(b)錐面<〇?+?〇>滑移叫??Fig.?1-1?Primary?slip?systems?in?magnesium:?(a)?basal,?prismatic?and?pyramidal?slips?of?<a>??
Fig.?1-3?Schematic?diagram?of?atomic?structure?of?twin?boundary.??孿晶界(Twinboundary,?TB)是金屬晶體中一種特殊的晶界,是晶體內(nèi)部發(fā)生孿??生變形時(shí)基體與孿晶之間的界面,界面兩側(cè)晶體關(guān)于該界面對(duì)稱,其結(jié)構(gòu)如圖1-3。??孿晶界錯(cuò)配度和晶界能都低,因此其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。孿晶界可以分為以下兩種:??■??圖1-4鎂合金中的{10了1}孿晶界[17]??Fig.?1-4?The?{10了1}?twin?boundary?in?Mg?alloy[17].??4??
?60?80?100?120??X?or?d?(nm)??圖1-6納米孿晶銅的強(qiáng)度極值及軟化[37]??Fig.?1-6?The?maximum?strength?and?sofening?in?nanotwinned?Cu[37].??6??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]梯度納米結(jié)構(gòu)材料[J]. 盧柯. 金屬學(xué)報(bào). 2015(01)
[2]利用分子動(dòng)力學(xué)研究梯度納米孿晶Cu的微觀變形機(jī)理[J]. 周昊飛,曲紹興. 金屬學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]納米孿晶金屬材料[J]. 盧磊,盧柯. 金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[4]鎂合金塑性變形機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 劉慶. 金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[5]從鎂合金在汽車及通訊電子領(lǐng)域的應(yīng)用看其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳禮清,趙志江. 世界有色金屬. 2004(07)
[6]鎂合金的研究應(yīng)用及最新進(jìn)展[J]. 黃曉艷,周宏. 材料與冶金學(xué)報(bào). 2003(04)
[7]分子動(dòng)力學(xué)模擬的主要技術(shù)[J]. 文玉華,朱如曾,周富信,王崇愚. 力學(xué)進(jìn)展. 2003(01)
[8]鎂及鎂合金在航空航天中的應(yīng)用及前景[J]. 鐘皓,劉培英,周鐵濤. 航空工程與維修. 2002(04)
本文編號(hào):2997394
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