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二相介质中一种位错构型的弹性场及所受的力

物理学报 1989年第9期38卷 1483-1491页

作者：杨顺华胡小锋马如璋北京科技大学材料物理系

本文建立了二相介质中与相界斜交位错的一种理想构型。根据位错各向异性弹性理论的普遍方法,以及关于界面的Gebbia-Eshelby定理,计算得到此位错在两相中的弹性场,以及位错线段所受“像力”的数值解。本文所提出的模型及算法具有一般适... 详细信息

本文建立了二相介质中与相界斜交位错的一种理想构型。根据位错各向异性弹性理论的普遍方法,以及关于界面的Gebbia-Eshelby定理,计算得到此位错在两相中的弹性场,以及位错线段所受“像力”的数值解。本文所提出的模型及算法具有一般适用性。结果可用于进一步计算此位错与其它缺陷的相互作用。对于考虑这种斜交位错在无扩散相变中的作用,本工作也是一个有意义的起点。

关键词：二相介质位错构型弹性场应力场

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具有光滑界面的椭球夹杂的轴对称弹性场

固体力学学报 1989年第3期10卷 244-252页

作者：王子昆黄金兴西安交通大学

本文在旋转椭球坐标系下,利用Papkovich—Neuber位移通解求解了具有光滑界面椭球夹杂由于均匀的特征应变引起的轴对称弹性场,与理想界面不同,在夹杂与基体界面不能经受剪应力而可自由滑动的情况下,解答只能是无穷级数形式,因此文中给出... 详细信息

本文在旋转椭球坐标系下,利用Papkovich—Neuber位移通解求解了具有光滑界面椭球夹杂由于均匀的特征应变引起的轴对称弹性场,与理想界面不同,在夹杂与基体界面不能经受剪应力而可自由滑动的情况下,解答只能是无穷级数形式,因此文中给出了数值算例。

关键词：光滑界面椭球夹杂弹性场应变

晶间界面附近区域中的弹性场——各向异性理论

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物理学报 1992年第9期41卷 1463-1473页

作者：杨顺华李国旺张禹北京科技大学材料物理系北京100083 北京科技大学物理系北京100083

根据现代关于晶间界面的研究可知,晶界和相界多具有二维周期结构。由此出发,采用Fourier级数展开的表示,在给定了界面结构,在数学上即是形式地给定了边界条件的情况下,求出了两个各向异性物相间相界附近的弹性场。并以Ni中扭转晶界为例... 详细信息

根据现代关于晶间界面的研究可知,晶界和相界多具有二维周期结构。由此出发,采用Fourier级数展开的表示,在给定了界面结构,在数学上即是形式地给定了边界条件的情况下,求出了两个各向异性物相间相界附近的弹性场。并以Ni中扭转晶界为例,作了应力场的数值计算。本文的方法和方程对于研究各种类型的晶界和相界均普遍可用,为处理这类问题提供了一种有效的简捷手段。

关键词：晶粒间界各向异性弹性场

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纳米异质结构中弹性场和压电场的理论研究

纳米异质结构中弹性场和压电场的理论研究

作者：刘奕斐重庆大学

学位级别：硕士

砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和硅锗(SiGe)等压电半导体材料性能优异,适用于高速、高频、高温和大功率电子器件,是制作高性能微波和毫米波器件及电路的优良材料,广泛应用于航空航天、卫星通讯等领域,对航空航天事业的发展具有重要意义。... 详细信息

砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)和硅锗(SiGe)等压电半导体材料性能优异,适用于高速、高频、高温和大功率电子器件,是制作高性能微波和毫米波器件及电路的优良材料,广泛应用于航空航天、卫星通讯等领域,对航空航天事业的发展具有重要意义。近年来,随着金属有机化学气相淀积技术(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)和分子束外延生长技术(Molecular Beam Epitaxy,MBE)的发展,具有更优良性能的纳米异质结构压电材料不断研制并应用。与传统的单晶压电材料相比,由于纳米异质结构压电材料中所夹杂的纳米微粒具有非常大的表面-体积比,微观结构呈现出独特的物理特性足以改变材料的宏观性能。因此,微粒与基质之间的界面无法像经典力学那样被忽视,而应被视为具有与微粒和基质不同的第三种属性的材料,这也将对压电材料中的力-电耦合特性产生影响。针对上述现象,本文详细研究了纳米尺寸下界面效应对压电效应的影响作用以及弹性场与压电场间的耦合作用。本课题主要开展了如下工作:(1)基于表面余能(Surface Excess Energy)的基本概念和计算方法,引入表面弹性性能的基本概念。并通过分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟获得部分材料的表面弹性性能参数。(2)建立夹杂各向同性材料量子点的纳米异质结构力学模型,通过在计算模型中引入界面拉梅常数的方式将界面效应对弹性场和压电场影响进行分析。推出在界面效应影响下,纳米异质结构中弹性场和压电场的解析表达式。通过将异质结构设为GaAs/InAs进行数值分析从而给出数值解,并得出界面效应对压电效应的影响效果。(3)建立夹杂各向异性材料量子线的纳米异质结构力学模型,将界面弹性系数引入到计算模型中,推出界面效应影响下结构中弹性场和压电场的解析表达式。将异质结构设为InAs/InP进行数值分析并给出数值解,并模拟出量子线纳米异质结构中界面效应对压电效应的影响效果。(4)研究纳米异质结构中顺序耦合和完整耦合对计算结果的影响。对弱力-电耦合材料GaAs和强力-电耦合材料AlN均同时采用顺序耦合和完整耦合的方式进行数值计算,通过对比四组数据来分析耦合方式对计算结果的影响。将界面效应引入到夹杂多个量子点的纳米异质结构的全耦合计算中,分析界面效应对整体结构等效介电常数的影响。

关键词：压电表/界面效应弹性场压电场

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相变孪晶弹性场与马氏体构型的自反馈机制

相变孪晶弹性场与马氏体构型的自反馈机制

作者：李超逸哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

马氏体相变的研究已近百年,现已广泛的应用于工程领域。CuAlNi形状记忆合金的优秀性能就是基于热弹性马氏体中的微观组织,但其中相变孪晶的形成机理至今仍不很完善。马氏体相变理论研究的进展将推动马氏体的应用,因此对孪晶机制的深入... 详细信息

马氏体相变的研究已近百年,现已广泛的应用于工程领域。CuAlNi形状记忆合金的优秀性能就是基于热弹性马氏体中的微观组织,但其中相变孪晶的形成机理至今仍不很完善。马氏体相变理论研究的进展将推动马氏体的应用,因此对孪晶机制的深入研究十分重要。本文研究的基本思想如下：马氏体相变中由于原子晶格改变将产生本征应变,从而产生自适应弹性场,弹性场将反过来影响孪晶构型的生长。本文将以马氏体微观结构及自适应现象为研究背景,通过有限元方法计算不同构型下弹性应力和应变场,旨在探明由本征应变导致的弹性场与马氏体孪晶构型的关系。本文基于文献中Hane和Shield的数据构建了奥氏体-孪晶马氏体及楔形孪晶马氏体两类构型,并通过弱形式自行编写了Freefem++代码对两类构型中的弹性场进行了有限元分析。对于奥氏体-孪晶马氏体构型,针对固定边界、自由边界和弹性边界下构型的弹性应力场进行了分析,结果表明孪晶的形成对应变能有减小作用。同时,相界面处本征应变的分布方式对应力场的分布具有很大影响,分析表明以梯度方式变化的本征应变可有效减少体系的弹性能。而对于楔形矛尖状孪晶马氏体,针对相同构型下的不同体积分数的楔形孪晶构型的剪应力场进行分析,发现随着孪晶体积分数的增长,沿惯习面的最大剪应力会先增大后减小,这表明马氏体的生长在一定阶段后将因为自身产生的弹性场而被抑制。沿惯习面剪应力的分析还表明马氏体相变以沿惯习面扩张的方式进行。

关键词：马氏体相变 CuAlNi合金孪晶弹性场有限元 Freefem++