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力学学报 2002年第1期34卷 29-36页

作者：文玉华周富信刘曰武周承恩中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100080

纳米材料是由尺度在１～１００ｎｍ的微小颗粒组成的体系，由于它具有独特的性能而备受关注．本文简要地回顾了分子动力学在纳米材料研究中的应用，并运用它模拟了平均晶粒尺寸从１．７９～５．３８ｎｍ的纳米晶体的力学性质．模拟结... 详细信息

纳米材料是由尺度在１～１００ｎｍ的微小颗粒组成的体系，由于它具有独特的性能而备受关注．本文简要地回顾了分子动力学在纳米材料研究中的应用，并运用它模拟了平均晶粒尺寸从１．７９～５．３８ｎｍ的纳米晶体的力学性质．模拟结果显示：随着晶粒尺寸的减小，系统与晶粒内部的原子平均能量升高，而晶界上则有所下降；纳米晶体的弹性模量要小于普通多晶体，并随着晶粒尺寸的减小而减小；纳米晶铜的强度随着晶粒的减小而减小，显示了反常的Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ效应；纳米晶体的塑性变形主要是通过晶界滑移与运动，以及晶粒的转动来实现的；位错运动起着次要的、有限的作用；在较大的应变下（约大于５％），位错运动开始起作用；

关键词：纳米晶体力学性质分子动力学纳米晶铜单向拉伸变形材料理论

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金属在单向拉伸变形下原子扩散的第一性原理计算及高通量建模

金属在单向拉伸变形下原子扩散的第一性原理计算及高通量建模

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作者：冯宇超中国科学技术大学

学位级别：硕士

扩散作为固体材料中唯一的物质传递方式,材料中的众多现象和性质都与之密切相关。而对大多材料而言,当其处于服役状态下,不可避免地会有变形产生。单向拉伸变形作为最常见的变形方式之一,探究单向拉伸变形对于材料中原子扩散的影响有着... 详细信息

扩散作为固体材料中唯一的物质传递方式,材料中的众多现象和性质都与之密切相关。而对大多材料而言,当其处于服役状态下,不可避免地会有变形产生。单向拉伸变形作为最常见的变形方式之一,探究单向拉伸变形对于材料中原子扩散的影响有着重要的意义。在此背景下,本文针对于单向拉伸变形下fcc金属中空位扩散行为进行了研究与建模,并探究了单向拉伸变形和稀土元素的固溶分别对铁素体中碳原子扩散的影响,主要的研究内容和结论如下:(1)通过第一性原理计算结合NEB(Nudged Elastic Band)方法,计算得到了在不同程度单向拉伸变形(1%,2%,3%,4%,5%)下的24种fcc金属(Ag,Al,Au,Ca,Co,Cu,Fe,Hf,Ho,Ir,Li,Mg,Na,Ni,Pb,Pd,Pt,Re,Ru,Sc,Tb,Th,Ti,Zr)中,当空位沿着不同路径扩散时的空位扩散能(Hvm)。研究发现空位垂直于单向拉伸的方向进行扩散时的Hvm值小于其沿着单向拉伸方向扩散时的Hvm值。说明在fcc金属中,空位(原子自扩散)更愿意沿着垂直于单向拉伸变形的方向进行扩散。(2)通过将原子尺度的空位扩散能(Hvm)同材料的宏观力学性质(原子体积V0,体积模量B0,泊松比v)相联系,建立了fcc金属中空位扩散的第一性原理高通量计算模型。该空位扩散模型不用经过繁琐费时的过渡态搜索,仅需计算金属的原子体积V0,体积模量B0以及泊松比v便能快速准确地预测fcc金属中的空位扩散能。经验证空位扩散模型不仅适用理想无变形的fcc金属,还能够预测处于单向拉伸变形下fcc金属中的空位扩散能。因此,该空位扩散模型可应用于材料的高通量计算。(3)探究了单向拉伸变形对于铁素体中碳原子扩散的影响,研究发现类似于fcc金属中空位的扩散,铁素体中的碳原子倾向于沿着垂直于单向拉伸变形的方向进行扩散。此外,本论文还探究了固溶稀土元素(Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)对于铁素体中碳原子的影响。计算发现铁素体中稀土元素的加入,将抑制碳原子固溶于距离稀土元素最近邻的八面体间隙位;促进碳原子固溶于距离稀土元素次近邻以及第三近邻的八面体间隙位,并形成势阱将碳原子束缚于这两个位置,从而起到抑制铁素体中碳原子扩散的作用。

关键词：原子扩散第一性原理计算空位扩散模型 fcc金属铁素体单向拉伸变形

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热镀铝锌硅镀层钢板拉伸对其耐蚀性的影响

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材料保护 2013年第11期46卷 13-16,5页

作者：林源袁训华郭大伟江社明黎振华张启富昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院先进金属材料涂镀国家工程实验室北京100081

热镀铝锌硅镀层钢板(GL钢板)发生变形时,镀层中裂纹数量和大小对其耐蚀性有重要影响。对GL钢板进行单向拉伸,采用动电位极化法和电化学阻抗谱测试了GL钢板不同拉伸变形量时在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,采用扫描电镜观察了不同变... 详细信息

热镀铝锌硅镀层钢板(GL钢板)发生变形时,镀层中裂纹数量和大小对其耐蚀性有重要影响。对GL钢板进行单向拉伸,采用动电位极化法和电化学阻抗谱测试了GL钢板不同拉伸变形量时在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,采用扫描电镜观察了不同变形量时GL镀层电化学腐蚀前后的表面形貌。结果表明:GL钢板变形到一定程度,镀层便产生裂纹,裂纹随变形量的增加而变多、变大、变深;GL镀层的腐蚀优先在裂纹内发生,随变形量的增加,腐蚀的深度和面积逐渐增大,当变形量为20%时,镀层表面的裂纹扩展至镀层/钢基体界面,造成钢基体裸露,镀层耐蚀性大幅降低。

关键词：单向拉伸变形耐蚀性裂纹 GL钢板镀层

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