本文選題：尺寸效應(yīng) + 取向效應(yīng)�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：納米多晶材料由于晶粒尺寸較小,常常表現(xiàn)出與粗晶材料不同的性質(zhì),其變形區(qū)的大小處于納米尺度,隨著晶粒尺寸及試樣尺寸的變化,材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、塑性成形性能和成形工藝參數(shù)都呈現(xiàn)出與常規(guī)粗晶材料的塑性成形過(guò)程不同的特點(diǎn),具有尺寸效應(yīng)。本文基于分子動(dòng)力學(xué)模擬,研究了多晶與單晶鎳納米柱的塑性變形過(guò)程,觀察到了尺寸效應(yīng)并分析其產(chǎn)生的原因。為研究多晶晶粒尺寸效應(yīng),本文進(jìn)行了晶粒尺寸為5.818nm、7.33nm、9.236nm、11.636nm、14.662nm、18.471nm及22.63nm的多晶鎳納米柱0K及300K條件下單軸壓縮模擬,結(jié)果表明尺寸效應(yīng)主要受多晶塑性變形機(jī)制的影響。在0K溫度下,多晶的塑性變形主要依靠孿晶變形,而300K多晶的塑性變形主要由晶界的運(yùn)動(dòng)主導(dǎo)。0K下多晶的塑性變形表現(xiàn)出明顯的晶粒尺寸效應(yīng),流動(dòng)應(yīng)力隨晶粒尺寸的減小而降低,呈反Hall-Petch關(guān)系。這主要是由孿晶變形的尺寸效應(yīng)所造成的,大尺寸晶粒中孿晶較少而且傾向于由擴(kuò)展位錯(cuò)形成孿晶,這種孿晶形成機(jī)制并不容易進(jìn)行;而小尺寸晶粒中孿晶較多且傾向于由晶界發(fā)射的Shockley分位錯(cuò)形成孿晶,這種孿晶形成機(jī)制具有連續(xù)性。300K下晶界的運(yùn)動(dòng)弱化了孿晶所造成的尺寸效應(yīng)。在其作用下,晶粒形狀產(chǎn)生較大的變形,甚至因晶界破裂產(chǎn)生晶粒的合并長(zhǎng)大。為了研究多晶試樣尺寸效應(yīng),模擬了不同圓柱直徑的多晶納米柱微壓縮過(guò)程,發(fā)現(xiàn)隨著直徑的增大,多晶的屈服應(yīng)力隨之增大。同時(shí),運(yùn)用表面層模型解釋了這一現(xiàn)象。為研究單晶取向效應(yīng),本文還模擬了取向?yàn)閇100]、[111]、[110]、[112?]和[2?6?5]的單晶納米柱在0K下單軸壓縮過(guò)程,結(jié)果表明不同晶體取向的納米柱塑性變形機(jī)制不同。同時(shí)為研究尺寸效應(yīng),模擬了不同晶粒尺寸的單晶納米柱的單軸壓縮過(guò)程,發(fā)現(xiàn)屈服應(yīng)力隨晶粒尺寸的變化呈一種“越小越強(qiáng)”的趨勢(shì)。為驗(yàn)證納米材料中的試樣尺寸效應(yīng),本文采用電沉積法制備了晶粒尺寸約為50nm的納米晶Ni箔材,并對(duì)不同厚度的箔材做室溫拉伸試驗(yàn)。同時(shí),建立不同厚度的多晶Ni模型,進(jìn)行了單軸拉伸模擬。對(duì)比試驗(yàn)與模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)隨著箔材厚度的增加,箔材的彈性模量、屈服強(qiáng)度等力學(xué)性能參數(shù)隨之提高。
[Abstract]:In order to study the effect of crystal grain size , the grain size of polycrystalline nickel nano - column with different grain size has been studied . The results show that the grain size is different from the grain size . A single - axis tensile simulation was carried out . Compared with the simulation results , it was found that with the increase of the thickness of the foil , the mechanical parameters such as the elastic modulus and yield strength of the foil were improved .

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;O614.813

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本文編號(hào)：1792983