納晶材料由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)使其具有常規(guī)粗晶材料所不具備的一系列優(yōu)異的力學(xué)性能,如較高的硬度、屈服強(qiáng)度和良好的耐磨性能等,因而受到廣泛的關(guān)注。大量學(xué)者在納晶材料獨(dú)特的變形機(jī)理方面做了很多的研究。近些年的研究發(fā)現(xiàn),納米材料中微孔洞的萌生、長(zhǎng)大也是其過(guò)早失效的重要原因。納晶材料特殊的微觀結(jié)構(gòu)以及變形機(jī)理也使得材料內(nèi)部的塑性變形與常規(guī)的粗晶材料有很大的不同。本文在充分理納晶材料孔洞的萌生和生長(zhǎng)變形的基礎(chǔ)上,建立了納米材料中孔洞的萌生和生長(zhǎng)的模型,研究了納米材料中塑性變形過(guò)程,討論了納米材料的晶粒的尺寸、能量、溫度以及微觀結(jié)構(gòu)對(duì)塑性變形過(guò)程的影響。主要的研究?jī)?nèi)容如下:(1)回顧了納晶材料的研究發(fā)展過(guò)程,對(duì)納晶材料孔洞萌生和生長(zhǎng)的影響參數(shù)、力學(xué)性能以及塑性變形機(jī)制作了系統(tǒng)性的概述。(2)在構(gòu)建孔洞萌生能量分析法的模型中,作者計(jì)算了在三晶交處位錯(cuò)塞積所引起的應(yīng)變能和溫度較高時(shí)晶界擴(kuò)散能以及孔洞萌生的能量,在能量守恒的基礎(chǔ)上分析了納米材料中三晶交處孔洞的萌生情況。(3)比較了無(wú)協(xié)調(diào)時(shí)和有晶界擴(kuò)散協(xié)調(diào)時(shí)晶界滑移對(duì)三晶交處孔洞成核的影響,并且討論了外加載荷大小以及晶界長(zhǎng)度對(duì)孔洞萌生的影響。研究結(jié)果表明,... 

【文章來(lái)源】：武漢工程大學(xué)湖北省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

納米晶體材料二維結(jié)構(gòu)模型圖

武漢工程大學(xué)碩士學(xué)位論文米級(jí)晶粒，其內(nèi)部晶格位錯(cuò)塞積的情況。從位錯(cuò)源發(fā)射一對(duì)正負(fù)位沿著滑移面滑移，遇到晶界后受到阻礙。由于納米材料晶界占有晶體積分?jǐn)?shù)非常大，因此晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)的塞積以及位錯(cuò)源受到很大限制。圖 1-3（b）位錯(cuò)的數(shù)量相對(duì)不多，在納晶材料中，位錯(cuò)的相作用以及位錯(cuò)組態(tài)和運(yùn)動(dòng)行為與粗晶有一些差異。Gryaznov等學(xué)者研究了納米晶體材料晶粒大小對(duì)晶格位錯(cuò)組態(tài)的影響，并且計(jì)算得了位錯(cuò)組態(tài)發(fā)生突變時(shí)晶粒大小的臨界值。一些學(xué)者[12-14]用分子動(dòng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，晶粒較大時(shí)，位錯(cuò)活動(dòng)相對(duì)比較明顯；晶粒尺寸為納級(jí)時(shí)，僅能觀察到由晶界向晶內(nèi)發(fā)射得不全位錯(cuò)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)觀的察結(jié)果均表明，與粗晶材料相比納晶材料的變形機(jī)制是完不同的，納晶晶內(nèi)發(fā)射全位錯(cuò)協(xié)調(diào)變形，遇到晶界受阻后變成由晶發(fā)射不全位錯(cuò)。

第 1 章 緒論1-1）可知，隨著晶粒尺寸的減小，的體積達(dá)到百分之五十時(shí)，晶界就已界相的貢獻(xiàn)有四點(diǎn)：（1）阻礙著塑性相在晶界區(qū)發(fā)生多層面滑動(dòng)；（4）晶起附加應(yīng)力。所以，在探索納晶材料不能忽略晶界的作用。晶界滑移即為為了保持變形的連續(xù)性，沿著晶界產(chǎn)用下，納晶晶界發(fā)生大剪切應(yīng)變，從學(xué)者研究表明：納晶材料塑性變形的6]。Kim 等人的探索發(fā)現(xiàn)，為了保持變變總變形的百分之六十[17]。


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