共價(jià)鍵材料是一種很重要的結(jié)構(gòu)材料。由于其優(yōu)良的力學(xué)性能而被廣泛的的應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸和工程建筑等領(lǐng)域。眾所周知,金剛石是自然界中存在的最硬的材料,具有很高的硬度,并且具有許多優(yōu)異的性質(zhì)。然而,在過(guò)去十幾年的研究中,研究員們通過(guò)理論模擬發(fā)現(xiàn)了六方金剛石竟然具有比立方金剛石更優(yōu)良的力學(xué)性能。但是對(duì)六方金剛石力學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)還不清楚,這嚴(yán)重阻礙了超硬材料在工業(yè)應(yīng)用上的進(jìn)一步發(fā)展。為此,本文對(duì)六方金剛石中的彈性和塑性進(jìn)行了系統(tǒng)的計(jì)算研究。通過(guò)第一性原理計(jì)算,我們對(duì)六方金剛石的彈性模量進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果表明,體彈性模量B=431.7 GPa,剪切模量G=525.7 GPa,楊氏模量E=1121.7 GPa,泊松比v=0.067,與立方金剛石相似。為了研究六方金剛石的塑性,我們對(duì)其不同的滑移面的廣義層錯(cuò)能進(jìn)行了計(jì)算,并根據(jù)層錯(cuò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究,確定出各滑移面上存在的位錯(cuò)類型。結(jié)果表明,六方金剛石的{0001}、{1100}、{1120}、{1122}、{1011}和{1012}滑移面上可存在部分位錯(cuò)的滑移模式。在以上研究的基礎(chǔ)上,我們利用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)各位錯(cuò)滑移模式的晶格摩擦力進(jìn)行了計(jì)算,并且...

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 材料的力學(xué)性質(zhì)
        1.2.1 彈性
        1.2.2 塑性
        1.2.3 屈服強(qiáng)度與硬度的關(guān)系
    1.3 六方金剛石研究現(xiàn)狀
        1.3.1 六方金剛石的制備
        1.3.2 六方金剛石的力學(xué)性質(zhì)
    1.4 本文選題及主要研究?jī)?nèi)容
第2章 理論計(jì)算方法
    2.1 引言
    2.2 彈性系數(shù)計(jì)算方法
    2.3 廣義層錯(cuò)能
        2.3.1 廣義層錯(cuò)能的概念及應(yīng)用
        2.3.2 廣義層錯(cuò)能曲面計(jì)算方法
    2.4 位錯(cuò)滑移激活能
        2.4.1 激活能計(jì)算模型
        2.4.2 激活能計(jì)算方法
    2.5 材料強(qiáng)度計(jì)算的Sachs模型
    本章小結(jié)
第3章 六方金剛石的彈性
    3.1 引言
    3.2 六方金剛石
    3.3 六方金剛石的單晶彈性系數(shù)
    3.4 多晶六方金剛石彈性
    本章小結(jié)
第4章 六方金剛石中位錯(cuò)類型分析
    4.1 引言
    4.2 六方金剛石滑移面的選取
    4.3 位錯(cuò)分解的廣義層錯(cuò)能分析
        4.3.1 基面位錯(cuò)分解的廣義層錯(cuò)能分析
        4.3.2 柱面位錯(cuò)分解的廣義層錯(cuò)能分析
        4.3.3 錐面位錯(cuò)分解的廣義層錯(cuò)能分析
    4.4 六方金剛石中的位錯(cuò)類型
    本章小結(jié)
第5章 六方金剛石的強(qiáng)度
    5.1 引言
    5.2 位錯(cuò)滑移模式的激活能
        5.2.1 基面位錯(cuò)滑移模式
        5.2.2 柱面位錯(cuò)滑移模式
        5.2.3 錐面位錯(cuò)滑移模式
    5.3 位錯(cuò)滑移的臨界分切應(yīng)力
        5.3.1 基面位錯(cuò)滑移的臨界分切應(yīng)力
        5.3.2 柱面位錯(cuò)滑移的臨界分切應(yīng)力
        5.3.3 錐面位錯(cuò)滑移的臨界分切應(yīng)力
    5.4 六方金剛石硬度的Sachs模型的研究
    本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：3767176