二相介质中的运动位错

本文考虑二相介质中与平面相界平行的匀速运动直线位错。采用了与位错相对静止的运动坐标系,在此坐标系中推广位错各向异性弹性理论的普遍方法,并利用弹性力学中的格林函数方法处理相界面,计算得到此位错在介质中所产生的总弹性场,以及其所受到的“像力”。本文所提出的理论方法有一般的适用性,结果可以用于考虑此位错与其它缺陷的相互作用,以及二相介质的力学性质。 关键词：     

二相介质中一种位错构型的弹性场及所受的力

本文建立了二相介质中与相界斜交位错的一种理想构型。根据位错各向异性弹性理论的普遍方法,以及关于界面的Gebbia-Eshelby定理,计算得到此位错在两相中的弹性场,以及位错线段所受“像力”的数值解。本文所提出的模型及算法具有一般适用性。结果可用于进一步计算此位错与其它缺陷的相互作用。对于考虑这种斜交位错在无扩散相变中的作用,本工作也是一个有意义的起点。 关键词：     

自由表面附近运动的位错——各向异性介质情况

本文将Eshelby等人关于无限各向异性介质中静止位错弹性理论加以推广,并结合运用Green张量函数积分法提出计算半无限各向异性介质中在自由表面附近运动位错弹性场的处理方案,作为示例,以γ-Fe/自由空间系统进行数值计算,计算结果显示出位错运动对弹性场的影响,当位错运动速度v→0时,与静止位错的情况一致,离自由表面越近的场点处表面效应越显著,位错所受的“像力”表示自由表面对运动位错有“吸引”作用,本文所提出的简单理论和方法可适用于任意各向异性介质中运动位错的弹性场及所受“像力”的计算,这对研究介质的一些力 关键词：     

温度对镍基单晶高温合金γ/γ'相界面上错配位错运动影响的分子动力学研究

用分子动力学方法研究了温度对镍基单晶高温合金γ/γ'相界面上错配位错运动的影响.研究结果表明:无论是在低温还是在高温下,错配位错的运动都是通过扭折的形核及扭折沿位错线的迁移来实现;在低温时错配位错的相互作用有利于错配位错的运动;然而在高温时错配位错的相互作用可以阻碍错配位错的运动,从而阻碍γ和γ'相界面的相对滑动,有利于提高镍基单晶高温合金的高温力学性能. 关键词： 镍基单晶高温合金 相界面 错配位错 分子动力学模拟     

镍基单晶高温合金相界面错配位错网络的演化

运用分子动力学方法,研究了镍基单晶高温合金γ/γ′相界面错配位错网络的特征.通过对界面位错的形成、位错的反应、位错网络的演化等现象的分析发现,在温度场影响下,位错网络将由弛豫初期的十四面体演化成最终的正六面体. 关键词： 镍基单晶高温合金 相界面错配位错 位错网络演化 分子动力学     

Si材料中60°位错的分子动力学研究

本文使用Stillinger-Weber势函数和周期性边界条件,通过在原子尺度上的分子动力学计算研究了60°位错的位错心能量和运动情况.首先提出了相对简单的建立位错偶极子的新方法.在此基础上,借助于最近得到的对周期性映像作用的评估理论,由不同大小的3维计算模型得到的位错心能量的平均值为0.43 eV,这一结果不同于先前文献中的报导.另一方面,为研究位错运动在较大温度和压力范围下的表现,提出了相应解决方法来避免位错心在高温模拟环境时测量的不精确性.模拟结果显示位错速度相对于温度的变化曲线表现为波动形式.而且,位错的速度随模拟温度的升高而降低,这一结果与声子拖拽模型相吻合.     

温度对位错滑移运动影响的晶体相场模拟

在原有的晶体相场模型的自由能密度函数基础上,引入外力场与体系原子密度场耦合作用项,能够对样品施加剪切应变作用,实现位错的滑移运动。研究不同温度情况下的位错滑移特性。研究发现,位错的启动,存在一个临界温度,当温度高于临界温度时,外加一定的应变率才能启动位错运动。较低的体系温度有利于刃型位错的滑移。随着体系温度升高,刃型位错水平滑移速度变慢,而垂直方向的攀移运动明显增加。在高温情况下攀移已成为位错运动的主要形式。     

晶体缺陷规范场方法处理运动螺型位错

本文用晶体缺陷规范场方法分析了运动螺型位错的性质,在一定规范条件下求解了螺型位错的动力学方程,得到了匀速运动螺型位错的应力场。在K=μ/s(s为耦合常数)趋于零的情况下,其结果与匀速运动的Volterra螺型位错的应力场形式上是一样的,但螺型位错运动的极限速度是2^1/2c。在螺型位错速度为零的情况下,其应力场与Volterra螺型位错的应力场完全一样。最后对所得结果进行了讨论。 关键词：     

位错规范场对于位错芯区的应用

本文用位错连续分布方法分析了位错所产生的应变和应力场,用位错规范场表出了位错芯区的位错分布,并在一定规范条件下求解了位错规范场。得到了螺位错芯区内、外的应力场。在螺位错芯区外,其应力场与Volterra位错的应力场完全一样,而在芯区内,当ρ趋于零时,螺位错的应力场是有解的。最后计算了螺位错的能量。 关键词：     

应变诱发四方相小角度对称倾侧晶界位错反应的晶体相场模拟

采用晶体相场法研究了外加应变作用下,不同取向差的四方相对称倾侧小角度晶界的位错运动与反应及反应过程中的位错组态,通过采用几何相位法对位错周围应变场进行了表征.结果表明,凝固弛豫达到稳态后,晶界两侧位错平行且方向相反,随晶界两侧晶粒取向差增大,位错数目增加,距离减小,且体系自由能增加.在外加应变作用下,晶界位错经历攀移、发射、反应湮灭等阶段,体系自由能呈现波动.当取向差增大时,位错运动方式由攀移向攀滑移转变,产生更多类型的位错组构型,并发生相应的位错与位错组之间的反应.对于不同构型的位错反应,正切应变驱动位错靠近,负切应变驱动位错湮灭.     

A computational approach towards modelling dislocation transmission across phase boundaries

To study the nanoscopic interaction between edge dislocations and a phase boundary within a two-phase microstructure the effect of the phase contrast on the internal stress field due to the dislocations needs to be taken into account. For this purpose a 2D semi-discrete model is proposed in this paper. It consists of two distinct phases, each with its specific material properties, separated by a fully coherent and non-damaging phase boundary. Each phase is modelled as a continuum enriched with a Peierls–Nabarro (PN) dislocation region, confining dislocation motion to a discrete plane, the glide plane. In this paper, a single glide plane perpendicular to and continuous across the phase boundary is considered. Along the glide plane bulk induced shear tractions are balanced by glide plane shear tractions based on the classical PN model. The model's ability to capture dislocation obstruction at phase boundaries, dislocation pile-ups and dislocation transmission is studied. Results show that the phase contrast in material properties (e.g. elastic stiffness, glide plane properties) alone creates a barrier to the motion of dislocations from a soft to a hard phase. The proposed model accounts for the interplay between dislocations, external boundaries and phase boundary and thus represents a suitable tool for studying edge dislocation–phase boundary interaction in two-phase microstructures.     

非对称倾侧亚晶界的晶体相场法研究

采用晶体相场法研究非对称倾侧亚晶界结构及其在应力作用下的微观运动机制.分别从温度、倾斜度角以及应力施加方向等方面对其结构及迁移过程进行分析和讨论.结果表明,非对称倾侧亚晶界由符号相同的一排刃型位错等距排列,部分出现由两个相互垂直排列的刃型位错构成的位错组;在应力作用下,非对称倾侧亚晶界迁移的微观机制包括位错的滑移和攀移、位错组分解、单个位错与位错组反应、单个位错分解以及位错湮灭;温度降低和倾斜度增大都会阻碍亚晶界的迁移过程;应力方向改变导致位错运动方向改变,从而改变晶界迁移形式.     

双模晶体相场研究形变诱导的多级微结构演化

本文采用双模晶体相场模型,计算了双模二维相图;模拟了形变诱导六角相向正方相转变过程的多级微结构演化,详细分析了位相差、形变方向对位错、晶界、晶体结构、新相形貌的影响规律.模拟结果表明:形变方向影响正方相晶核的形核位置和生长方向,拉伸时正方相优先在变形带上形核,垂直于形变方向长大,而压缩时正方相直接在位错和晶界的能量较高处形核,平行于形变方向长大;位相差对形变诱发晶界甄没过程有显著影响,体现在能量峰上为,小位相差晶界位错的攀滑移和甄没形成一个能量峰,大位相差晶界位错攀滑移和甄没因分阶段完成而不出现明显的能量峰;形变诱导相变过程中各种因素相互作用复杂,是相变与动态再结晶的复合转变.     

Small amplitude approximation and stabilities for dislocation motion in a superlattice

Starting from the traveling wave solution, in small amplitude approximation, the Sine-Gordon equation can be re- duced to a generalized Duffing equation to describe the dislocation motion in a superlattice, and the phase plane properties of the system phase plane are described in the absence of an applied field. The stabilities are also discussed in the presence of an applied field. It is pointed out that the separatrix orbit describing the dislocation motion as the kink wave may transfer the energy along the dislocation line, keep its form unchanged, and reveal the soliton wave properties of the dislocation motion. It is stressed that the dislocation motion process is the energy transfer and release process, and the system is stable when its energy is minimum.     

铁磁形状记忆合金Ni52.5Mn23.5Ga24马氏体相变热滞后的研究

用相界面摩擦原理计算了Ni525Mn235Ga24单晶样品在马氏体相变过程中由于相界面摩擦所消耗的能量.计算结果表明,克服相界面摩擦所需要的能量为1314Jmol,仅占相变潜热的一小部分.另外,精细的交流磁化率测量样品的转变循环回线结果表明,相变热滞后的大小和马氏体的转变百分数成正比,从而进一步证明了热弹性马氏体相变的热滞后来源于相界面推移过程中的摩擦 关键词： 马氏体相变 Ni2MnGa     

纯物质晶界结构及运动的晶体相场法模拟

采用晶体相场模型,分别模拟了纯物质小角度晶界和大角度晶界结构及变形过程中的晶粒转动及晶界迁移.结果表明,小角度晶界迁移的主要机理是构成晶界的位错的滑移和攀移,而大角度晶界的迁移主要依靠晶界两侧原子的跳动及晶界位错等缺陷的运动. 关键词： The phase field crystal model was used to simulate the structure of the small angle and the large angle grain boundary (GB) the grain rotation and the GB migration during deformation. Simulated results show that the dislocation glide and climb are the ma     

Diffusive fluxes associated with interfacial defeet motion and interaction

The diffusional flux associated with the motion of interfacial defects is described by an equation expressed in terms of the topological parameters which characterise defects, namely their Burgers vectors and step heights, the defect velocity and the concentration of each atomic species in the two adjacent crystals. This expression demonstrates that glide/climb behaviour of grain boundary defects is analogous to motion of dislocations in single crystals; climb motion results if a component of b is perpendicular to the interface plane. However, the situation is more complex in the case of interphase interface defects, but the present approach, which considers the step and dislocation portions of defects separately, enables a straightforward analysis. Several examples are illustrated to show the various possibilities, such as climb motion even when b is parallel to the interface, and glide motion when b is not. The latter case arises in martensitic transformation where the existence of an invariant-plane-strain relation at the interface leads to equal and opposite fluxes to the step and dislocation portions of transformation defects so that overall the motion is diffusionless.Interfacial processes involve the motion and interaction of defects. The present analysis facilitates the consideration of diffusive fluxes associated with defect interaction since the step and dislocation portions can be treated independently. A general expression is derived for the total flux arising, and a particular case, the interaction of transformation dislocations with crystal dislocations which have reached the interface during lattice-invariant deformation in martensite formation, is considered.