不同应变率下纳米多晶Cu/Ni薄膜变形行为的分子动力学模拟 被引量：6

1

作者 成聪 陈尚达 +1 位作者 吴勇芝 黄鸿翔 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期60-66,共7页

用分子动力学方法模拟了纳米多晶Cu/Ni薄膜在不同应变率下进行应变加载时的变形行为与力学性能。结果表明:Cu/Ni薄膜在较高的应变率加载情况下具有较高的屈服极限和应变率敏感性(m)。应变率为108s-1时Cu/Ni多层膜的界面上产生孔洞,而应... 用分子动力学方法模拟了纳米多晶Cu/Ni薄膜在不同应变率下进行应变加载时的变形行为与力学性能。结果表明:Cu/Ni薄膜在较高的应变率加载情况下具有较高的屈服极限和应变率敏感性(m)。应变率为108s-1时Cu/Ni多层膜的界面上产生孔洞,而应变率为1010s-1时纳米多晶Cu薄膜出现碎裂。在较高的应变率加载条件下,Cu,Ni薄膜中FCC,HCP,OTHER原子团分数变化都很显著,而较小应变率时只有Cu薄膜的结构变化明显。模拟结果还表明,应变率增加有利于堆垛层错的形成,但应变率超过某一值时无序原子团增加会阻碍堆垛层错原子团的生长。 展开更多

关键词 分子动力学 纳米多晶 Cu/Ni薄膜 应变率

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石墨到纳米多晶金刚石相变的分子动力学模拟研究 被引量：1

2

作者 陈顾文 徐亮 朱升财 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1-10,共10页

以往研究发现,纳米多晶金刚石的硬度可超越单晶金刚石,因此利用石墨制备纳米多晶金刚石获得了广泛研究。然而,由石墨碳源制备的金刚石同时具有均匀精细结构和层状结构,其形成机理尚未获得很好的理解。为此,针对不同层间距的石墨,进行了... 以往研究发现,纳米多晶金刚石的硬度可超越单晶金刚石,因此利用石墨制备纳米多晶金刚石获得了广泛研究。然而,由石墨碳源制备的金刚石同时具有均匀精细结构和层状结构,其形成机理尚未获得很好的理解。为此,针对不同层间距的石墨,进行了一系列分子动力学模拟。研究发现,不同受压情况下石墨存在不同的相变行为,即在马氏体转变下获得片层状金刚石,而在扩散型相变下获得无特定取向的精细纳米金刚石。在静水压条件下,或者[002]方向上的压力大于横向压力且石墨层滑移不受限时,石墨将转化为层状结构立方金刚石;当[002]方向上的压力大于横向压力,但石墨层横向滑移受阻时,石墨转化为多晶六方和立方金刚石混合物;当最大压力方向在[210]或[010]方向时,石墨转化为无特定取向的均匀多晶金刚石。通过原子运动的微观尺度分析,揭示了由石墨制备的纳米多晶金刚石同时具有均匀精细结构和层状结构的机理,有望为大规模合成超硬纳米多晶金刚石提供理论支持。 展开更多

关键词 纳米多晶 金刚石 石墨 相变 分子动力学 高温高压

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纳米多晶Cu-Ni合金拉伸行为的分子动力学模拟 被引量：4

3

作者 张国栋 赵俊生 +2 位作者 高帅 李秀春 李春建 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期194-199,共6页

为了研究平均晶粒尺寸和应变速率对Cu-Ni合金弹性模量和屈服强度的影响,采用分子动力学方法对纳米多晶CuNi合金在拉伸过程中的变形行为进行了模拟,建立了具有不同平均晶粒尺寸的5种Cu-Ni合金模型,对其弹性模量和屈服强度与平均晶粒尺寸... 为了研究平均晶粒尺寸和应变速率对Cu-Ni合金弹性模量和屈服强度的影响,采用分子动力学方法对纳米多晶CuNi合金在拉伸过程中的变形行为进行了模拟,建立了具有不同平均晶粒尺寸的5种Cu-Ni合金模型,对其弹性模量和屈服强度与平均晶粒尺寸的关系进行了系统地分析。结果表明,Cu-Ni合金的弹性模量和屈服强度随平均晶粒尺寸的增大而增大。对平均晶粒尺寸为10.66 nm的合金模型施加1×10^(9)~5×10^(9)s^(-1)的应变速率。结果表明,弹性模量受应变速率的影响较弱,屈服强度随应变速率的增加而增大。最后,根据位错的产生与演化,探讨了纳米多晶Cu-Ni合金在拉伸过程中的原子构型的变化情况,发现拉伸过程中位错更易在晶界处产生,位错滑移方向与拉伸方向成锐角或趋于一致。 展开更多

关键词 分子动力学 CU-NI合金 纳米多晶 晶粒尺寸 应变速率

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纳米多晶镍钨合金力学性能的分子动力学研究

4

作者 周冰娆 毛莹 +3 位作者 李荣斌 臧志伟 厉勇 吕知清 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期28-34,共7页

为了研究钨原子分数与平均晶粒尺寸对镍钨合金纳米多晶力学性能的影响,本文运用分子动力学方法在10 K与300 K时对镍钨合金纳米多晶模型进行拉伸与剪切模拟,计算分析了不同钨原子分数(0%、5%、10%、15%、20%)的镍钨合金的抗拉强度、延伸... 为了研究钨原子分数与平均晶粒尺寸对镍钨合金纳米多晶力学性能的影响,本文运用分子动力学方法在10 K与300 K时对镍钨合金纳米多晶模型进行拉伸与剪切模拟,计算分析了不同钨原子分数(0%、5%、10%、15%、20%)的镍钨合金的抗拉强度、延伸率与抗剪切性能等力学性能,进一步研究了不同晶粒尺寸(2.4 nm、1.9 nm、1.5 nm)对镍钨合金多晶力学性能的影响。结果表明,当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数为0%时,在10 K或者300 K时,平均晶粒尺寸小的镍钨合金纳米多晶抗拉强度大,但是抗剪切强度反而小;当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%~20%之间时,随着钨元素含量的增加,抗拉强度与抗剪强度也逐渐增大;当镍钨合金纳米多晶中钨原子分数在0%~15%之间时,温度为10 K或者300 K时,平均晶粒尺寸为1.5 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率大于平均晶粒尺寸为1.9 nm或者2.4 nm的镍钨合金纳米多晶的延伸率。 展开更多

关键词 镍钨合金 纳米多晶 力学性能 分子动力学

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柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体 被引量：1

5

作者 孙晶 李昌立 +3 位作者 于文生 罗明 姜丽霞 刘景和 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期435-437,共3页

以Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3和Ga2O3为原料,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备了Nd3xYb3yGd(3-3x-3y)Ga5O12(Nd、Yb:GGG)纳米多晶粉体。利用XRD、IR、SEM及荧光光谱研究了Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体的相组成及荧光性能。XRD测试结果表明,粉体在未煅烧时... 以Nd2O3、Yb2O3、Gd2O3和Ga2O3为原料,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备了Nd3xYb3yGd(3-3x-3y)Ga5O12(Nd、Yb:GGG)纳米多晶粉体。利用XRD、IR、SEM及荧光光谱研究了Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体的相组成及荧光性能。XRD测试结果表明,粉体在未煅烧时已结晶,煅烧温度为700℃时粉体已形成Nd、Yb:GGG纯相;SEM观察发现,Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体粒度约为50nm,粒径均匀,分散性较好。荧光光谱测试结果表明,Nd、Yb:GGG纳米多晶粉体最强发射峰在1030nm,是Yb3+的2F5/2-2F7/2谱项导致的荧光发射,未发现Nd3+的荧光发射峰,说明Nd3+将吸收的能量传递给了Yb3+。 展开更多

关键词 Nd、Yb:GGG 柠檬酸凝胶燃烧法 纳米多晶

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纳米多晶NiTi形状记忆合金超弹性的晶粒取向依赖性相场研究 被引量：1

6

作者 熊君媛 徐波 康国政 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期671-681,共11页

论文基于Ginzburg-Landau理论,建立了一个反映纳米多晶NiTi形状记忆合金取向依赖性的二维多晶相场模型,研究了晶粒取向对其超弹性性能的影响.结果表明,纳米多晶NiTi形状记忆合金的超弹性行为依赖于晶粒取向分布,即:多晶模型中在所研究... 论文基于Ginzburg-Landau理论,建立了一个反映纳米多晶NiTi形状记忆合金取向依赖性的二维多晶相场模型,研究了晶粒取向对其超弹性性能的影响.结果表明,纳米多晶NiTi形状记忆合金的超弹性行为依赖于晶粒取向分布,即:多晶模型中在所研究的参数变化范围内,晶粒取向分布范围越广、晶粒间取向差越大(无明显织构),超弹性性能越差;而晶粒取向分布范围越窄、晶粒间取向差越小(织构越强),超弹性性能越好.该晶粒取向依赖性可解释为:由于晶粒取向的不同,马氏体相变过程中相邻晶粒间的变形不匹配程度不同,因此,多晶模型中在所研究的参数变化范围内,晶粒间取向差异越大,晶界处的变形失配越严重,由此而产生的局部内应力将阻碍其附近马氏体相变的扩展,进而导致纳米多晶NiTi形状记忆合金超弹性性能下降. 展开更多

关键词 NITI形状记忆合金 纳米多晶 超弹性 晶粒取向 相场模拟

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分子动力学中应变分析的统计矩方法及应用 被引量：1

7

作者 卢果 王帅创 +1 位作者 张广财 许爱国 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期138-144,共7页

分子动力学模拟研究金属的力学性质,需要采用合适的应变分析方法研究金属的变形特征及其演化规律.金属材料复杂变形的局部应变特征缺乏简便有效的分析手段,整体变形也没有合适的描述方法.本文提出分子动力学中应变分析的统计矩方法,通... 分子动力学模拟研究金属的力学性质,需要采用合适的应变分析方法研究金属的变形特征及其演化规律.金属材料复杂变形的局部应变特征缺乏简便有效的分析手段,整体变形也没有合适的描述方法.本文提出分子动力学中应变分析的统计矩方法,通过统计矩建立了微观量和宏观应变的关联.在单晶单轴加载、纳米多晶剪切和冲击加载下的应用表明,矩应变分析方法可以很好的描述和评估材料的局部变形和整体变形特征,并通过应变不均匀度鉴别材料的局部塑性变形和弹性变形,是深入研究复杂结构材料变形机理的一种有效的通用分析方法. 展开更多

关键词 分子动力学 统计矩 应变分析 纳米多晶

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纳米多晶强化K4169合金的组织和力学性能

8

作者 李亚敏 周生睿 胡伟 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第4期1-5,共5页

采用手工电弧炉熔炼、水冷铜模冷却制备了K4169合金.利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等对铸态及标准热处理态合金的组织进行了研究,并对标准热处理态合金的力学性能进行了测试.结果表明:铸态K4169合金为非晶-纳米晶材料,晶内析出相... 采用手工电弧炉熔炼、水冷铜模冷却制备了K4169合金.利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等对铸态及标准热处理态合金的组织进行了研究,并对标准热处理态合金的力学性能进行了测试.结果表明:铸态K4169合金为非晶-纳米晶材料,晶内析出相非常细小,小于10 nm;合金经标准热处理后,γ″相和γ′相以纳米多晶的形式析出;由于纳米多晶的强化作用,合金的断裂强度σb达到了1203.91 MPa,屈服强度σ0.2为818.93 MPa,延伸率δ为16.8%,硬度则达到了112.4 HRB,合金拉伸断口特征符合韧性断裂机制. 展开更多

关键词 K4169高温合金 组织 纳米多晶 力学性能 拉伸断口

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镧修饰钛酸钡纳米多晶粉体及陶瓷传感元件的工艺优化及特性表征

9

作者 王智民 陈旭 郑春萍 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 2001年第3期90-94,共5页

以Ｂａ（ＯＡｃ）２，Ｌａ（ＯＡｃ）３；，Ｔｉ（ＯｎＢｕ）４为起始物，对溶胶－凝胶法制备的镧掺杂钛酸钡纳米多晶粉体ＬａｘＢａ１－ｘＴｉＯ３（Ｘ＝０．００，０．０５；０．１０，０．２０，０．３０）及陶瓷元件进行了多项特性... 以Ｂａ（ＯＡｃ）２，Ｌａ（ＯＡｃ）３；，Ｔｉ（ＯｎＢｕ）４为起始物，对溶胶－凝胶法制备的镧掺杂钛酸钡纳米多晶粉体ＬａｘＢａ１－ｘＴｉＯ３（Ｘ＝０．００，０．０５；０．１０，０．２０，０．３０）及陶瓷元件进行了多项特性表征，并利用正交设计对工艺参数进行优化：溶胶是在 ７０℃，ｐＨ＝３．８的醋酸介质中，由总浓度为 ０．７ｍｏｌ／Ｌ的起始物进行共溶水解而得；将溶胶在空温下自然浓缩和陈化而得湿凝胶；将湿凝胶置于恒温干燥箱中（５０℃／２４ ｈ）制得干凝胶；首先取少量干凝胶进行热分析（ＴＧ—ＤＴＧ），以确定大致的焙烧温度范围，然后取一部分干凝胶在此温度范围内的不同温度点上焙烧以制得一系列ＬａｘＢａ１－ｘＴｉＯ３粉体试样，对其进行ＥＤＳ、ＳＥＭ、ＦＴ－ＩＲ、ＸＲＤ测试，以比较各试样的金属组分含量、团粒形貌、晶相组成及原始晶粒尺寸．另一部分干凝胶则经研磨过筛之后等静压咸型（φ３．０×１．５ｍｍ），在不同温度和时间条件下烧结制得陶瓷传感元件，进行湿敏、气敏（包括酒敏）性能及显微结构的测试，从中获得了具有良好选择性和灵敏度的湿敏元件． 展开更多

关键词 纳米多晶 工艺优化 陶瓷传感元件 镧修饰 钛酸钡 溶胶-凝胶法

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超硬透明多品立方氮化硼材料被成功合成

10

《中国超硬材料》 2021年第1期96-97,共2页

近日,四川大学高压科学与技术实验室与地球物理研究室联合研制出硬度高达69GPa的透明纳米多晶氮化硼块体材料(PcBN),成为仅次于金刚石的第二大透明超硬材料。超硬透明材料在工业、能源、航天和国防工程中的应用中非常广泛且重要,目前主... 近日,四川大学高压科学与技术实验室与地球物理研究室联合研制出硬度高达69GPa的透明纳米多晶氮化硼块体材料(PcBN),成为仅次于金刚石的第二大透明超硬材料。超硬透明材料在工业、能源、航天和国防工程中的应用中非常广泛且重要,目前主要使用金刚石、Al_(2)O_(3)和c-Si_(3)N_(4)等材料。其中,金刚石的硬度最高(>80 GPa),但是其高昂的造价限制使用范围。其他透明材料的硬度最高达34 GPa,较低的硬度也限制了其在某些极端条件下的应用。 展开更多

关键词 透明材料 超硬材料 氮化硼 地球物理研究 极端条件 国防工程 金刚石 纳米多晶

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纳米多晶铜微观结构的分子动力学模拟 被引量：10

11

作者 梁海弋 王秀喜 +1 位作者 吴恒安 王宇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期2308-2314,共7页

基于EAM镶嵌原子势函数 ,采用分子动力学模拟了零温下纳米多晶铜的微观结构 .首先用Voronoi几何方法构造了 5个纳米多晶铜数值模型 ,在 30 0K弛豫 5 0ps并退火至 0K .然后分析零温下弛豫模型的径向分布函数、原子能量、配位数、原子Voro... 基于EAM镶嵌原子势函数 ,采用分子动力学模拟了零温下纳米多晶铜的微观结构 .首先用Voronoi几何方法构造了 5个纳米多晶铜数值模型 ,在 30 0K弛豫 5 0ps并退火至 0K .然后分析零温下弛豫模型的径向分布函数、原子能量、配位数、原子Voronoi体积。 展开更多

关键词 纳米多晶铜 微观结构 分子动力学模拟 数值模型

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有序中孔纳米多晶TiO_2薄膜的Li^+嵌脱行为 被引量：5

12

作者 傅正文 罗骞 +2 位作者 张伟 赵东元 秦启宗 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2000年第10期1226-1229,共4页

以三嵌段高分子非离子表面活性剂为结构导向剂,在非水条件下,合成了具有均一孔径分布(6.5nm)、高比表面积的稳定的中孔纳米多晶TiO_2薄膜.用循环伏安与电位阶跃技术研究了薄膜的Li^+离子嵌入反应.结果表明,由非离子表面活性剂导向而成... 以三嵌段高分子非离子表面活性剂为结构导向剂,在非水条件下,合成了具有均一孔径分布(6.5nm)、高比表面积的稳定的中孔纳米多晶TiO_2薄膜.用循环伏安与电位阶跃技术研究了薄膜的Li^+离子嵌入反应.结果表明,由非离子表面活性剂导向而成的中孔TiO_2薄膜具有较大的Li^+离子嵌入容量,伏安特性中双电层电容效应非常显著,Li^+离子在脱嵌过程中电荷传递系数在0.15～0.4之间,嵌入系数为(4.7～55)×10^(-12)cm^2/s.这些结果显示了具有大的比表面中孔TiO_2薄膜具有不同一般Li^+离子嵌入TiO_2薄膜的电化学反应特征. 展开更多

关键词 TIO2薄膜 中孔纳米多晶 锂离子 嵌入反应

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掺镧改性钛酸钡纳米多晶粉体的制备和表征 被引量：8

13

作者 王智民 韩基新 刘静波 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期945-952,共8页

以La（OAc）3,Ba（OAc）2,Ti（On-Bu）4为起始物,采用共溶-水凝胶法制备掺镧改性钛酸钡纳米多晶粉体LaxBa1-xTiO3（x=0.00,005,0.10,0.20,0.30）,利用正交试验对制备溶胶的主要工艺进行优化:溶胶是由总浓度为0.7mol/L的起始物逐步滴入... 以La（OAc）3,Ba（OAc）2,Ti（On-Bu）4为起始物,采用共溶-水凝胶法制备掺镧改性钛酸钡纳米多晶粉体LaxBa1-xTiO3（x=0.00,005,0.10,0.20,0.30）,利用正交试验对制备溶胶的主要工艺进行优化:溶胶是由总浓度为0.7mol/L的起始物逐步滴入蒸馏水进行共溶水解而得,其介质为氨水调节的pH=3.8和70℃的醋酸.将溶胶陈化和浓缩而得湿凝胶,干凝胶是将湿凝胶在烘箱中经50℃/24h处理而得.对干凝胶及其焙烧粉体进行了七项特性表征:首先取少量干凝胶进行TG-DTG和FT-IR测试,以确定焙烧温度范围和历程;然后另取一部分干凝胶在该温度范围内的不同温度点上焙烧,以便制得系列粉体试样,对其进行FT-IR、XRD、SEM、EDS、TEM及LRS表征,以比较各试样的晶相组成、原始晶粒尺寸、晶格常数及其四方相畸变度δ（即晶轴比c/α）、团粒形貌及微区金属元素含量等并从中优选工艺,探讨共溶-水凝胶过程及掺镧改性机理等. 展开更多

关键词 制备 掺镧 改性 钛酸钡 共溶-水凝胶法 纳米多晶粉体 显微结构表征 电子陶瓷

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掺镧改性钛酸钡湿敏陶瓷元件 被引量：4

14

作者 刘静波 王智民 韩基新 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期1187-1193,共7页

以La(OAc)3、Ba(OAc)2、Ti(OnBu)4为起始物,采用共溶-水凝胶法经陈化获得湿凝胶,干燥后制得干凝胶,研磨过筛和埋渗电极、加压成型为素坯,经不同温度和保温时间烧结,制得掺镧LaxBa1-xTiO3陶瓷传感元件系列(x=0.00,0.05,0.10,0.20,0.30),... 以La(OAc)3、Ba(OAc)2、Ti(OnBu)4为起始物,采用共溶-水凝胶法经陈化获得湿凝胶,干燥后制得干凝胶,研磨过筛和埋渗电极、加压成型为素坯,经不同温度和保温时间烧结,制得掺镧LaxBa1-xTiO3陶瓷传感元件系列(x=0.00,0.05,0.10,0.20,0.30),测试其阻-湿特性,从中获得了具有良好特性参数的湿敏陶瓷及其主要工艺条件(x=0.10,1350℃/1h),阻-湿特性在工作湿度范围内(相对湿度RH=32.8％～93.6％)的平均灵敏度S=5×104kΩ/RH(％),线性相关因子r=0.998,响应时间τ=110s,湿滞低于4％,湿敏选择性良好:对H2,CH4,CH2=CH2,CH3CH=CH2,CO,C6H6和CH3CH2OH(g)七种气体具有抗干扰性能.应用SEM,AFM及XRF对陶瓷的显微结构和元素含量进行测定,确定了陶瓷的显微组织,晶粒尺寸,晶相结构,表面粗糙度和全元素分析.讨论了掺镧改性的可能机理:La3+不等价取代Ba2+,引起Ti4+捕获一个自由电子而变价为Ti3+,该电子在适宜的陶瓷显微结构下受水分子影响易于进入导带,使掺镧钛酸钡得以半导化,半径较小的La3+取代半径较大的Ba2+,则降低四方晶相的晶格畸变度δ,即晶轴比c/a变小,使四方晶格的不对称性及各向异性降低,从而减少陶瓷烧结后冷却过程中内应力引起的破裂. 展开更多

关键词 掺镧 改性 钛酸钡 湿敏陶瓷元件 湿敏性能 显微结构表征 共溶-水凝胶法 纳米多晶粉体

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纳米多晶铝压缩塑性力学行为分子动力学研究 被引量：2

15

作者 张宇星 赵熹 +1 位作者 田学栋 张治民 《精密成形工程》 北大核心 2023年第5期10-17,共8页

目的研究纳米多晶铝在不同温度与应变速率下的力学响应与塑性变形行为以及不同变形条件下的塑性力学行为。方法通过ATOMSK软件构建了晶粒取向随机的纳米多晶铝模型,利用LAMMPS软件在300~700 K温度以及1×10^(9)、5×10^(9)、1&#... 目的研究纳米多晶铝在不同温度与应变速率下的力学响应与塑性变形行为以及不同变形条件下的塑性力学行为。方法通过ATOMSK软件构建了晶粒取向随机的纳米多晶铝模型,利用LAMMPS软件在300~700 K温度以及1×10^(9)、5×10^(9)、1×10^(10)、1×10^(11)s^(-1)应变速率下完成了纳米多晶铝的压缩模拟,借助后处理OVITO软件对模拟结果进行了分析。结果随温度的升高,晶界原子所占比例增大,纳米多晶铝的弹性模量逐渐下降,在压缩过程中总位错密度随温度的升高而增大。随着应变速率的增大,材料硬化速率增加,纳米多晶铝表现出更高的屈服强度。当应变速率较低时,位错大量存在于小晶粒之中,且中央大晶粒相较于初始位置旋转了20°。当应变速率达到1×10^(11)s^(-1)时,材料的硬化速率极大提高,且在晶粒内部出现了孪晶。在塑性变形过程中,1/6<112>(不全位错)的数量最多,在位错运动中占主导地位。结论温度升高导致材料弹性模量降低,这主要是由于高温提供了更多能量,晶界原子占比增加。应变速率会影响纳米多晶铝的塑性变形方式,应变速率的增大使其由晶粒旋转变形转变为孪生变形与位错湮灭机制,导致纳米多晶铝硬化速率与屈服强度提高。 展开更多

关键词 纳米多晶铝 分子动力学 压缩 温度 应变速率

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含氧纳米多晶α-Ti拉伸力学性能与变形机制的分子动力学模拟

16

作者 任军强 邵珊 +3 位作者 王启 卢学峰 薛红涛 汤富领 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期220-230,共11页

纳米纯Ti对间隙O原子具有强烈的敏感性,O含量可以很大程度上改变其力学性能和变形机制。采用分子动力学方法分别研究了O含量、变形温度、应变速率对纳米多晶α-Ti拉伸性能及变形机制的影响。结果表明,纳米多晶α-Ti的屈服应力随间隙O含... 纳米纯Ti对间隙O原子具有强烈的敏感性,O含量可以很大程度上改变其力学性能和变形机制。采用分子动力学方法分别研究了O含量、变形温度、应变速率对纳米多晶α-Ti拉伸性能及变形机制的影响。结果表明,纳米多晶α-Ti的屈服应力随间隙O含量增加而升高。在O含量小于0.3%(原子分数)时,观察到变形孪晶{1010}<1012>,该孪晶通过孪晶面上的“带状位错”协调长大;O含量大于等于0.3%时,被激活的滑移系类型向多元化转变,柱面、基面和锥面滑移系被激活,位错类型转变为以刃型位错为主。在含O纳米多晶α-Ti中,位错机制和晶界机制辅助塑性变形。晶界迁移率随变形温度和应变速率的增加明显增大。新晶粒形成过程伴随着不稳定的T_(ihcp)→T_(ibcc)→T_(ihcp)相变,这种相变由晶粒的相对旋转所致,且生成新晶粒的数量随着应变速率的增大而增多。通过探索间隙O原子强化的本质,为优化纳米尺度纯Ti力学性能,拓展纯Ti应用范围提供理论依据。 展开更多

关键词 纳米多晶α-Ti 分子动力学 位错 晶界迁移

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纳米多晶铁的冲击相变研究 被引量：4

17

作者 马文 祝文军 +1 位作者 张亚林 经福谦 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期544-550,共7页

利用分子动力学方法研究了不同晶粒度的纳米多晶铁在冲击压缩下的结构相变过程,模拟结果表明:纳米多晶铁的冲击结构相变(由体心立方(bcc)结构α相到六角密排(hcp)结构ε相)发生的临界冲击应力在15GPa左右.纳米多晶铁在经过弹性压缩变形... 利用分子动力学方法研究了不同晶粒度的纳米多晶铁在冲击压缩下的结构相变过程,模拟结果表明:纳米多晶铁的冲击结构相变(由体心立方(bcc)结构α相到六角密排(hcp)结构ε相)发生的临界冲击应力在15GPa左右.纳米多晶铁在经过弹性压缩变形后,晶界导致的塑性变形开始发生,然后大多数相变从晶界成核并最终发展为大规模相变.不同变形过程在应力和粒子速度剖面上能得到清晰的体现,并通过微观原子结构分析分辨.冲击压缩后的微观结构以晶界原子和以fcc结构原子充当孪晶界的hcp原子为主.晶粒度明显影响晶界变形及相变原子比例,从而影响冲击波阵面的结构,并初步分析了影响原因. 展开更多

关键词 冲击相变 纳米多晶铁 冲击波 分子动力学

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纳米多晶硅薄膜压力传感器制作及特性 被引量：4

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作者 赵晓锋 温殿忠 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2038-2042,共5页

给出一种纳米多晶硅薄膜压力传感器,采用LPCVD法在衬底温度620℃时制备纳米多晶硅薄膜,基于MEMS技术在方形硅膜不同位置制作由4个薄膜厚度为63.0nm的掺硼纳米多晶硅薄膜电阻构成惠斯通电桥结构,实现对外加压力的检测.实验结果表明,当硅... 给出一种纳米多晶硅薄膜压力传感器,采用LPCVD法在衬底温度620℃时制备纳米多晶硅薄膜,基于MEMS技术在方形硅膜不同位置制作由4个薄膜厚度为63.0nm的掺硼纳米多晶硅薄膜电阻构成惠斯通电桥结构,实现对外加压力的检测.实验结果表明,当硅膜厚度75μm时,纳米多晶硅薄膜压力传感器在恒压源5.0V供电时,满量程(160kPa)输出为24.235mV,灵敏度为0.151mV/kPa,精度为0.59%F.S,零点温度系数和灵敏度温度系数分别为-0.124%/℃和-0.108%/℃. 展开更多

关键词 纳米多晶硅薄膜 MEMS技术 压力传感器 温度系数

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纳米晶多晶体金刚石超细微粉在表面技术中的应用 被引量：3

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作者 吴元康 《表面技术》 EI CAS CSCD 2007年第6期64-65,69,共3页

纳米晶多晶体金刚石超细精微粉是一种用动态法爆炸合成的金刚石,它与用静态法压机合成的单晶体金刚石不同,颗粒由纳米晶织构体组成,呈不规则形状,表面凹凸不平,而后者颗粒呈多面体单晶状,表面光滑,棱边平直。作为磨粒,多晶体金刚石具有... 纳米晶多晶体金刚石超细精微粉是一种用动态法爆炸合成的金刚石,它与用静态法压机合成的单晶体金刚石不同,颗粒由纳米晶织构体组成,呈不规则形状,表面凹凸不平,而后者颗粒呈多面体单晶状,表面光滑,棱边平直。作为磨粒,多晶体金刚石具有更多的切削刃,切削效率高。作为复合镀层中的增强粒子,它与镀层金属的接触面更大、机械结合力更强,使用时不易剥落,优势明显。在国外,它广泛应用于硬质合金、人工晶体、玉石、红宝石、蓝宝石和钻石等各种材料的表面精细加工领域中,以及作为电镀和化学镀的增强相。 展开更多

关键词 纳米多晶体金刚石 动态法合成 织构体

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单晶与纳米多晶锡层裂的分子动力学研究 被引量：1

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作者 杨鑫 赵晗 +3 位作者 高学军 陈臻林 王放 曾祥国 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期27-44,共18页

低熔点金属的层裂是目前延性金属动态断裂的基础科学问题之一。采用非平衡态分子动力学方法模拟了冲击压力在13.5~61.0 GPa下单晶和纳米多晶锡的经典层裂和微层裂过程。研究结果表明:在加载阶段,冲击速度不影响单晶模型中的波形演化规律... 低熔点金属的层裂是目前延性金属动态断裂的基础科学问题之一。采用非平衡态分子动力学方法模拟了冲击压力在13.5~61.0 GPa下单晶和纳米多晶锡的经典层裂和微层裂过程。研究结果表明:在加载阶段,冲击速度不影响单晶模型中的波形演化规律,但影响纳米多晶模型中的波形演化规律,其中经典层裂中晶界滑移是影响应力波前沿宽度的重要因素;在单晶模型中,经典层裂和微层裂中孔洞成核位置位于高势能处;在纳米多晶模型中,经典层裂中的孔洞多在晶界(含三晶界交界处)处成核,并沿晶定向长大,产生沿晶断裂,而微层裂中孔洞在晶界和晶粒内部成核,导致沿晶断裂、晶内断裂和穿晶断裂;孔洞体积分数呈现指数增长,相同冲击速度下单晶和纳米多晶Sn孔洞体积分数变化规律一致;经典层裂中孔洞体积分数曲线的两个转折点分别表示孔洞成核与长大的过渡和材料从损伤到断裂的灾变性转变。 展开更多

关键词 非平衡态分子动力学 单晶与纳米多晶锡 应力波演化 断裂方式 孔洞体积分数

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