单轴压缩下微纳晶镍的孔洞演化模型

在含孔隙微纳晶材料受单轴压缩载荷下的大塑性变形中,由于孔洞与基体变形的不匹配,在孔洞周围将产生大量的几何必需位错,本文假设这些位错均匀地从孔洞表面向其内部发射,促使孔洞周围先产生局部非均匀变形,从而导致微纳晶镍试样内孔隙率的变化。基于这种假设本文首先建立了单轴压缩载荷下孔洞的演化发展模型,并用此模型预测了孔隙率的变化,将其与实验测定值进行了比较,结果表明孔洞演化发展模型具有一定合理性。在此基础上,讨论了固定孔隙率和演化发展的孔隙率对不同晶粒尺寸和不同应变速率下的纳晶镍试样力学行为的影响。     

基于定量内聚力模型的金属陶瓷界面强度的研究

建立了一个基于分子之间范德华作用力的内聚力模型,并将其应用于小尺寸范围.通过该模型研究了纳米金属陶瓷交界面的结合强度,交界面的内聚力强度与内聚能和纳米金属陶瓷的界面原子密度以及范德华力的相关参数有关.模型结果显示,界面距离h和张开位移v对法向内聚应力σcohesive有很大影响,而晶粒尺寸d对其影响不大;切向内聚应力τcohesive与滑移位移u和晶粒尺寸d都有关系.该模型还可以用于其它以范德华力为主要机制的未完全粘合界面的情况.     

能量法分析纳晶材料裂纹的萌生

利用能量守恒定律分析了纳晶材料裂纹在三晶交处的萌生，分别推导了纳晶材料中的特定旋转变形能、晶界滑移能、晶界扩散能，并运用最大等效裂纹能量释放率准则来判断纳晶材料裂纹萌生。结果表明：特定旋转变形、晶界扩散均能松弛裂纹尖端的应力，阻碍裂纹的生长；而晶界滑移使得晶界位错在三晶交处堆积，造成三晶交处的应力集中，促使裂纹的生长；稳定状态下，外力做的功等于由特定旋转变形、晶界滑移、晶界扩散造成的能量耗散。