通過去合金法制備的納米多孔金屬內(nèi)部呈現(xiàn)三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu),具有極高的孔隙率和超高的比表面積。由于在納米尺度下不可忽視的表面應(yīng)力和表面效應(yīng),這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)也為材料帶來了特殊的力學(xué)性能。利用相場法建立了納米多孔銅的三維結(jié)構(gòu)模型,與真實(shí)的納米多孔金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分相近。首先模擬了拉伸和壓縮下納米多孔銅的力學(xué)行為,討論表面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)對納米多孔銅內(nèi)位錯(cuò)和相變的影響,以及它們對變形和破壞機(jī)制的影響。結(jié)果表明應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的拉伸和壓縮不對稱性會(huì)產(chǎn)生,是由于在拉伸時(shí)隨著應(yīng)變增加結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔隙空間不斷加大,韌帶斷裂失效;而在壓縮時(shí)隨著應(yīng)變增加內(nèi)部孔隙逐步消失,韌帶發(fā)生大變形產(chǎn)生表面擴(kuò)散最終連為一個(gè)整體。其次,對不同韌帶尺寸的納米多孔銅進(jìn)行拉伸和壓縮,發(fā)現(xiàn)受表面效應(yīng)的影響,納米多孔銅內(nèi)部的相變原子隨著韌帶尺寸的增加而不斷減少;并且在小韌帶尺寸時(shí)相變原子數(shù)量隨應(yīng)變的變化較小,而當(dāng)韌帶尺寸增加后,隨應(yīng)變的增加材料內(nèi)的相變原子比例呈不斷增加而后維持穩(wěn)定的趨勢。分析了納米多孔銅拉伸卸載和壓縮卸載過程,探究納米多孔銅不同于金屬銅的卸載規(guī)律以及其機(jī)制。最后,研究不同環(huán)境下納米多孔銅在單軸拉伸的力學(xué)響應(yīng),分析環(huán)境溫度以... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 分子動(dòng)力學(xué)模擬
    2.1 分子動(dòng)力學(xué)基本原理
        2.1.1 運(yùn)動(dòng)方程求解
    2.2 勢函數(shù)
        2.2.1 對勢
        2.2.2 嵌入原子勢
    2.3 系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)
        2.3.1 溫度控制
        2.3.2 邊界條件
    2.4 相場法建立幾何模型
    2.5 本章小節(jié)
3 表面效應(yīng)對納米多孔銅微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.1 表面效應(yīng)對材料相變的影響
        3.1.1 模擬過程
        3.1.2 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
        3.1.3 韌帶微觀結(jié)構(gòu)變形機(jī)制
        3.1.4 表面效應(yīng)對材料相變的影響
    3.2 納米多孔金屬銅拉伸和壓縮的卸載
        3.2.1 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
        3.2.2 韌帶結(jié)構(gòu)變化
    3.3 本章小結(jié)
4 環(huán)境因素對納米多孔銅的影響
    4.1 溫度對納米多孔銅的影響
        4.1.1 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
        4.1.2 溫度對韌帶變形的影響
    4.2 應(yīng)變率對納米多孔銅拉伸的影響
    4.3 本章小節(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米多孔金屬:一種新型能源納米材料[J]. 丁軼.  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2011(10)



本文編號(hào)：3168210