輕質(zhì)鋁合金納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及力學行為的第一性原理研究
發(fā)布時間:2022-01-04 11:53
鋁(Al)合金由于其具有質(zhì)量輕、比強度高、抗腐蝕、抗疲勞、耐磨損、耐沖擊、成形性好、無毒性、無磁性、可回收再利用等優(yōu)異的性能,被廣泛應(yīng)用在航空航天、高鐵、汽車、建筑、船舶、自動化、電子設(shè)備、軍工以及3D打印等重要領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代科技水平快速發(fā)展,對高性能鋁合金的要求也越來越高,尋求新一代高強高韌鋁合金是材料界一直努力的研究方向,也是我國鋁合金材料從低端邁向高端的關(guān)鍵所在。然而,面心立方(FCC)Al金屬層錯能非常高,難以產(chǎn)生形變孿晶,限制了Al合金往高強高韌的方向發(fā)展。固溶強化是提高金屬材料彈塑性力學性能的主要方式之一,在Al合金中添加適當合金元素而導(dǎo)致強韌化是提高其力學性能的有效方式。實驗上在Al合金中進行合金元素摻雜,其過程復(fù)雜,實驗條件難以控制,且成本昂貴,研發(fā)周期長。隨著現(xiàn)代計算材料科學發(fā)展,不僅克服了復(fù)雜實驗條件和高研發(fā)成本等缺點,而且可以揭示實驗中無法觀測到的現(xiàn)象和機理。本文開展Al合金納米結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和力學行為的理論研究可以為制備和設(shè)計高性能Al合金提供重要的理論依據(jù)和有價值的科學指導(dǎo);诿芏确汉碚摰谝恍栽碛嬎惴椒ǹ梢跃_地計算和模擬材料的各種力學性能,是一種研究材料性...
【文章來源】:湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
233e3e9e超晶胞模型:(a)完美超晶胞結(jié)構(gòu);(b)9R相結(jié)構(gòu),且溶質(zhì)原子摻雜在L1或L2層
(a)不同溶質(zhì)原子在Al合金中的形成焓;(b)位于9R相結(jié)構(gòu)中第n層的溶質(zhì)原子與9R相之間的相互作用能
R相中固有層錯能增量與溶質(zhì)原子濃度之間的依賴關(guān)系:(a)T=300K時均勻分布模型的計算結(jié)果;(b)-(d)分別為T=300,400,500K時費米-狄拉克分布模型的計算結(jié)果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬納米結(jié)構(gòu)材料[J]. 盧柯. 科學觀察. 2017(05)
[2]Synergistic Effect of Alloying Atoms on Intrinsic Stacking-Fault Energy in Austenitic Steels[J]. Ling-Hong Liu,Tou-Wen Fan,Cui-Lan Wu,Pan Xie,Ding-Wang Yuan,Jiang-Hua Chen. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2017(03)
[3]Application of the Peierls–Nabarro Model to Symmetric Tilt Low-Angle Grain Boundary with Full Dislocation in Pure Magnesium[J]. Tou-Wen Fan,Xiu-Bo Yang,Jiang-Hua Chen,Ling-Hong Liu,Ding-Wan Yuan,Yong Zhang,Cui-Lan Wu. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2016(11)
[4]Effect of long-period stacking ordered phase on microstructure,mechanical property and corrosion resistance of Mg alloys: A review[J]. Daokui Xu,En-hou Han,Yongbo Xu. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(02)
[5]高強鋁合金的發(fā)展及其材料的制備加工技術(shù)[J]. 張新明,鄧運來,張勇. 金屬學報. 2015(03)
[6]汽車車身用6000系鋁合金板材微觀組織與熱處理工藝的研究進展[J]. 賈志宏,丁立鵬,吳賽楠,王雪麗,劉慶,陳昌云. 材料工程. 2014(12)
[7]The generalized planar fault energy, ductility, and twinnability of Al and Al–RE( RE= Sc, Y, Dy, Tb, Nd) at different temperatures:A first-principles study[J]. 吳小志,劉利利,王銳,劉慶. Chinese Physics B. 2014(06)
[8]航空鋁合金及其材料加工[J]. 張新明,劉勝膽. 中國材料進展. 2013(01)
[9]世界汽車鋁合金材料技術(shù)的新進展[J]. 馮美斌,褚東寧,敖炳秋,袁序弟,王勇. 汽車工藝與材料. 2007(10)
[10]航空鋁合金的發(fā)展回顧與展望[J]. 楊守杰,戴圣龍. 材料導(dǎo)報. 2005(02)
博士論文
[1]面心立方金屬晶體缺陷的第一性原理研究[D]. 劉凌虹.湖南大學 2017
[2]有限溫度下材料的廣義層錯能、孿生及位錯[D]. 劉利利.重慶大學 2015
[3]納米晶體材料中微結(jié)構(gòu)演變與斷裂韌度研究[D]. 馮慧.湖南大學 2014
[4]位錯與復(fù)合材料增強相微結(jié)構(gòu)干涉機理研究[D]. 方棋洪.湖南大學 2007
本文編號:3568287
【文章來源】:湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:122 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
233e3e9e超晶胞模型:(a)完美超晶胞結(jié)構(gòu);(b)9R相結(jié)構(gòu),且溶質(zhì)原子摻雜在L1或L2層
(a)不同溶質(zhì)原子在Al合金中的形成焓;(b)位于9R相結(jié)構(gòu)中第n層的溶質(zhì)原子與9R相之間的相互作用能
R相中固有層錯能增量與溶質(zhì)原子濃度之間的依賴關(guān)系:(a)T=300K時均勻分布模型的計算結(jié)果;(b)-(d)分別為T=300,400,500K時費米-狄拉克分布模型的計算結(jié)果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]金屬納米結(jié)構(gòu)材料[J]. 盧柯. 科學觀察. 2017(05)
[2]Synergistic Effect of Alloying Atoms on Intrinsic Stacking-Fault Energy in Austenitic Steels[J]. Ling-Hong Liu,Tou-Wen Fan,Cui-Lan Wu,Pan Xie,Ding-Wang Yuan,Jiang-Hua Chen. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2017(03)
[3]Application of the Peierls–Nabarro Model to Symmetric Tilt Low-Angle Grain Boundary with Full Dislocation in Pure Magnesium[J]. Tou-Wen Fan,Xiu-Bo Yang,Jiang-Hua Chen,Ling-Hong Liu,Ding-Wan Yuan,Yong Zhang,Cui-Lan Wu. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2016(11)
[4]Effect of long-period stacking ordered phase on microstructure,mechanical property and corrosion resistance of Mg alloys: A review[J]. Daokui Xu,En-hou Han,Yongbo Xu. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(02)
[5]高強鋁合金的發(fā)展及其材料的制備加工技術(shù)[J]. 張新明,鄧運來,張勇. 金屬學報. 2015(03)
[6]汽車車身用6000系鋁合金板材微觀組織與熱處理工藝的研究進展[J]. 賈志宏,丁立鵬,吳賽楠,王雪麗,劉慶,陳昌云. 材料工程. 2014(12)
[7]The generalized planar fault energy, ductility, and twinnability of Al and Al–RE( RE= Sc, Y, Dy, Tb, Nd) at different temperatures:A first-principles study[J]. 吳小志,劉利利,王銳,劉慶. Chinese Physics B. 2014(06)
[8]航空鋁合金及其材料加工[J]. 張新明,劉勝膽. 中國材料進展. 2013(01)
[9]世界汽車鋁合金材料技術(shù)的新進展[J]. 馮美斌,褚東寧,敖炳秋,袁序弟,王勇. 汽車工藝與材料. 2007(10)
[10]航空鋁合金的發(fā)展回顧與展望[J]. 楊守杰,戴圣龍. 材料導(dǎo)報. 2005(02)
博士論文
[1]面心立方金屬晶體缺陷的第一性原理研究[D]. 劉凌虹.湖南大學 2017
[2]有限溫度下材料的廣義層錯能、孿生及位錯[D]. 劉利利.重慶大學 2015
[3]納米晶體材料中微結(jié)構(gòu)演變與斷裂韌度研究[D]. 馮慧.湖南大學 2014
[4]位錯與復(fù)合材料增強相微結(jié)構(gòu)干涉機理研究[D]. 方棋洪.湖南大學 2007
本文編號:3568287
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