金屬銀（Ag）作為一種我們生活中常見的貴金屬材料,具有很高的科研價(jià)值和廣闊的工業(yè)應(yīng)用空間。近年來,Ag微納結(jié)構(gòu)材料在微機(jī)電系統(tǒng)、電子器件、催化等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,其在服役過程中必然經(jīng)歷各種力、電、熱等各種載荷的作用,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化和損傷,因此有必要對(duì)Ag微納結(jié)構(gòu)材料在外場(chǎng)作用下的結(jié)構(gòu)演化開展研究。微納機(jī)電設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要調(diào)整其納米材料的尺寸,尺寸不僅包括材料的直徑也包括材料的長(zhǎng)度,然而先前大量的研究大量集中在直徑對(duì)力學(xué)性能的影響上,而長(zhǎng)度對(duì)于小尺寸晶體的力學(xué)性能影響仍知之甚少。利用無定型碳沉積的方法,在透射電子顯微鏡中研究了相同直徑但長(zhǎng)度不同的Ag納米線的力學(xué)變形行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在Ag納米線的變形行為中存在顯著的長(zhǎng)度效應(yīng),即納米線的強(qiáng)度和延展性都會(huì)隨長(zhǎng)度的減小而增加。長(zhǎng)度效應(yīng)引起納米線塑性差異的原因是滑移模式的變化;而長(zhǎng)度效應(yīng)引起的納米線強(qiáng)度差異是由納米線表面不穩(wěn)定缺陷的數(shù)量造成的。對(duì)不同金屬晶體的定量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,由于不同的變形機(jī)制,納米金屬的強(qiáng)度隨長(zhǎng)徑比的減少呈現(xiàn)兩個(gè)完全相反的趨勢(shì)。具體來說,當(dāng)直徑恒定時(shí),強(qiáng)度隨長(zhǎng)徑比的減小而增大;而當(dāng)長(zhǎng)度恒定時(shí),強(qiáng)度隨長(zhǎng)徑比的減小而減小。... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３塊體金屬納米材料中歸一化的屈服強(qiáng)度和延伸率的關(guān)系＠１

除了上述的理論外，還有一種解釋尺寸效應(yīng)的經(jīng)典理論，“位錯(cuò)源控制”理??論。Ｖｏｌｋｅｒｔ等人［４３］對(duì)小尺寸的Ａｕ單晶柱進(jìn)行了壓縮變形實(shí)驗(yàn)，得到的直徑與屈??服強(qiáng)度、應(yīng)變硬化率的關(guān)系如圖１．６所示，可以看到屈服強(qiáng)度和應(yīng)變硬化率都隨??著直徑的增大呈線性下降的趨勢(shì)。他們認(rèn)為變形行為是由位錯(cuò)源的激活控制的，??在遵循Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ關(guān)系的前提下，大的位錯(cuò)密度（例如位錯(cuò)堆積）將導(dǎo)致很大的??內(nèi)應(yīng)力去激活位錯(cuò)源。微米柱晶體內(nèi)部初始存在的位錯(cuò)源隨著微米柱半徑減小而??減少，即小的納米柱中的位錯(cuò)源密度越小，因而在小納米柱中位錯(cuò)想要形核就十??分困難，需要更高的應(yīng)力作用才能發(fā)生塑性變形。在此基礎(chǔ)上，Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈ等人??［４４］對(duì)位錯(cuò)源的臂長(zhǎng)進(jìn)行了分析，如圖１．７所示，他們發(fā)現(xiàn)與宏觀塊體材料中的??Ｆｒａｎｋ－Ｒｅａｄ位錯(cuò)源主導(dǎo)的變形機(jī)制不同，在納米柱中存在可以一端固定在內(nèi)部，??另一端位于自由表面的單臂位錯(cuò)源（Ｓｉｎｇｌｅ－ａｒｍｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓ），這些位錯(cuò)源??可以在內(nèi)部自由滑移

ｄｉａｍｅｔｅｒ?（＾ｍ）?ｄｉａｍｅｔｅｒ?（ｊｉｍ）??圖１．６?（ａ）?５％塑性應(yīng)變下的屈服應(yīng)力和（ｂ）所有測(cè)試柱的應(yīng)變硬化率：晶粒Ａ?（黑色菱??形），晶粒Ｂ?（空心三角形）和晶粒Ｃ?（灰色圓形）。實(shí)線顯示最佳擬合數(shù)據(jù)，斜率為（ａ）??－０．６１?和（ｂ）?－１．０７ｔ４３】。??Ｆｉｇｕｒｅｌ．６?（ａ）?Ｙｉｅｌｄ?ｓｔｒｅｓｓ?ａｔ?５％?ｐｌａｓｔｉｃ?ｓｔｒａｉｎ?ａｎｄ?（ｂ）?ｓｔｒａｉｎ?ｈａｒｄｅｎｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｆｏｒ?ａｌｌ?ｃｏｌｕｍｎｓ?ｔｅｓｔｅｄ：??Ｇｒａｉｎ?Ａ?（ｂｌａｃｋ?ｄｉａｍｏｎｄｓ），?Ｇｒａｉｎ?Ｂ?（ｏｐｅｎ?ｔｒｉａｎｇｌｅｓ），?ａｎｄ?Ｇｒａｉｎ?Ｃ?（ｇｒｅｙ?ｃｉｒｃｌｅｓ）．?Ｔｈｅ?ｓｏｌｉｄ?ｌｉｎｅｓ??ｓｈｏｗ?ｂｅｓｔ?ｆｉｔｓ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｄａｔａ?ｗｉｔｈ?ｓｌｏｐｅｓ?ｏｆ?（ａ）?—０．６１?ａｎｄ?（ｂ）?－１．０７［４３】．??ａ??輪＾??＾????圖１．７?（ａ）?Ｆｒａｎｋ－Ｒｅａｄ源在有限維樣本中快速成為單邊源的示意圖。（ｂ）關(guān)鍵配置中有限??圓柱形樣品中單邊源示意圖，其中從銷到自由表面的距離最短。可用來源中最長(zhǎng)的臂（在??這種情況下為藍(lán)色）決定了臨界剪切應(yīng)力。因此，有限尺寸樣品中的銷的統(tǒng)計(jì)數(shù)量決定了??樣品的屈服強(qiáng)度［４４］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．７?（ａ）?Ａ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｈｏｗ?ｄｏｕｂｌｅ－ｐｉｎｎｅｄ?Ｆｒａｎｋ－Ｒｅａｄ?ｓｏｕｒｃｅｓ?ｑｕｉｃｋｌｙ?ｂｅｃｏｍｅ??ｓｉｎｇｌｅ－ｅｎｄｅｄ?ｓｏｕｒｃｅｓ?ｉｎ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｏｆ?ｆｉｎｉｔｅ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬高溫氧化和熱腐蝕[J].   腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2003(03)



本文編號(hào)：3064709