晶界在多晶ZrO2基固体电解质中的作用

在实验的基础上将ZrO₂基固体电解质的晶界分为三类:“清洁”晶界、含非晶相的晶界和含晶态相晶界,并分析了各类晶界的形态与性质,其中根据有效介质理论的计算,晶态晶界相的电导率约为基体的三倍,因而据此提出了一个运用“晶界工程”进一步提高ZrO₂导电性的方法。用理论模型分析了各类晶界对ZrO₂氧传感器输出电势的影响。 关键词：     

应变对纳米铜晶界迁移的影响

用分子动力学方法模拟了金属铜纳米双晶中晶界在应变作用下的迁移过程,晶界类型为〈11l〉倾侧∑19晶界。原子问相互作用力采用Finnis-Sinclair型EAM势计算。结果表明：平行于晶界方向的压应变可以促进晶界在相邻品界交互作用下发生迁移;垂直于晶界方向的压应变则不能对晶界迁移产生明显的效果。晶界迁移大致可分为两个阶段,前阶段晶界迁移缓慢,随晶界间距减小,晶界间交互作用加强,使晶界迁移显著加速。     

相场方法研究定向退火条件下柱状晶粒的形成过程

根据晶界迁移率与温度的关系,将晶粒长大过程控制在一定宽度的热区内,构建了具有无限大温度梯度且在热区内温度均匀的热区模型,并应用相场方法研究了热区温度和热区宽度对单相多晶材料中柱状晶粒结构形成过程的影响。所得晶粒形貌与实验结果吻合。     

科学家发现金属材料自我修复机制

自然界中的生物体和具有记忆功能的有机材料等,在遭受损伤时具有自我康复的功能。麻省理工学院的研究人员在一项金属特性实验中意外发现受损的金属也具有自我修复的功能。金属合金分子结构电脑模拟显示,微晶粒之间的边界会在压力下出现裂痕。大多数金属都是由细微的晶粒构成,这些晶粒的大小和方向能够影响金属的强度和特性。但在某些条件下,压力可以让这种晶粒的微观结构发生改变:使晶界(晶粒边界)发生移动,而晶界移动则是修复"创伤"的关键。     

微观结构对溶胶-凝胶法合成的La0.67Sr0.33MnO3电磁性能影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同烧结温度的钙钛矿类锰氧化物La0.67Sr0.33MnO3样品。实验结果表明,在1573 K以上烧结的样品,晶粒出现异常长大,晶界效应明显。随着烧结温度的提高,磁化强度逐渐增大,但样品的居里温度基本不变。此外,在1173和1573 K温度下烧结的样品,均出现了低于居里温度的金属-半导体导电行为转变。在合适的烧结条件下,可以观察到隧道磁电阻(TMR)和超大磁电阻(CMR)2种磁电阻效应。实验表明,自旋电子的输运,不仅与样品平均粒径的大小和密度有关,而且与晶界的微观结构有密切关系。     

不同孪晶界密度银纳米线拉伸形变行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同孪晶界密度银纳米线的拉伸形变行为, 分析了孪晶界密度对多晶银纳米线屈服强度、弹性模量和塑性变形机理的影响. 在弹性形变区域, 孪晶界的存在对杨氏模量变化的作用不明显. 在塑性形变阶段, 首先从表面边缘开始产生位错成核, 然后延伸并受阻于孪晶界. 在进一步拉伸载荷作用下, 孪晶界将作为位错源产生新的位错. 模拟结果表明, 银纳米线的强度与孪晶界和晶粒的尺寸有关. 孪晶界密度较小(即晶粒的长径比大于1)时, 此纳米线的屈服应力比单晶纳米线还要小, 只有当孪晶界密度较大时(即晶粒的长径比小于1), 孪晶界使得纳米线得到强化. 综合分析了孪晶界和晶粒尺寸对银纳米线的影响, 为构建高强度金属纳米线打下基础. 最后讨论了温度和拉伸速度对孪晶纳米线屈服应力所产生的影响, 随着温度的升高, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先升高后趋于稳定; 当拉伸速度逐渐增大, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先稳定后增大.     

透明激光陶瓷散射损耗分析

 为了定量分析激光陶瓷中散射损耗对其透过率的影响,通过建立气孔尺寸分布模型,引入第二相体积比概念,并结合Mie散射、瑞利散射和全散射积分等理论,讨论了激光陶瓷中气孔、晶界第二相和表面粗糙度等引起的散射损耗对激光陶瓷透光性能的影响。研究结果表明：气孔率的大小将明显影响陶瓷透过率,且气孔尺寸分布决定了透过率包络的变化趋势;晶界和表面散射对透过率的影响主要集中在短波长处;在气孔率较低情况下,晶界第二相的存在是导致短波长处透过率急剧降低的主要因素。     

晶界内耗的研究

晶界内耗是中国科学家葛庭燧开创的一个研究领域．以往晶界内耗的研究主要是用多晶试样进行的．最近作者用不同取向差的双晶试样研究了单个晶界的内耗，取得了一些新的结果．文章综述了研究晶界内耗的意义以及新近的进展．     

第一性原理方法研究He掺杂Al晶界力学性质

基于密度泛函理论方法,本文开展了氦掺杂AlΣ3((111)/180°)晶界数值模拟拉伸试验.计算结果表明,He在晶界中最低杂质形成能为2.942 eV,偏析到晶界的偏析能为0.085 eV;在拉伸条件下,清洁Σ3晶界的理论拉伸强度为9.65 GPa,拉伸断裂从晶界界面开始;而He掺杂后,晶界的理论拉伸强度下降到7.14 GPa,在断裂发生前应力曲线中出现平台效应,拉伸断裂从包含He杂质的界面开始.通过对比键长和电荷密度分布,本文认为He的满壳层电子结构一方面导致了He与Al之间 关键词： He 晶界 第一性原理计算 力学性质     

大角度Cu晶界在升温、急冷条件下晶界结构的分子动力学研究

应用分子动力学方法模拟了大角度重位点阵数Σ=5（310）/［001］对称倾斜Cu 晶界在被升温、降温到300,800和1100 K时的晶界结构. 结果表明，随着温度的升高晶界区域的结构发生变化.在远低于块体熔点温度时，晶界就已经发生了预熔化，在晶界区域存在着晶体-熔体共存的现象. 通过对高温晶界的急冷处理，改变了晶界处的原子结构. 关键词： 分子动力学 晶界 熔化 凝固