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第一性原理研究取代基对含能材料撞击感度的影响

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 124-134页

作者：黎红艳卢妹包恃缘刘福生刘正堂白志鑫刘其军西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

取代基的种类和位置会影响含能材料的分子结构和化学键强度,从而对其撞击感度产生影响.本文基于第一性原理计算方法分析了氨基基团和甲基基团对三硝基苯类含能材料撞击感度的影响.根据计算得到的弹性常数,通过Voigt-Reuss-Hill平均法计... 详细信息

取代基的种类和位置会影响含能材料的分子结构和化学键强度,从而对其撞击感度产生影响.本文基于第一性原理计算方法分析了氨基基团和甲基基团对三硝基苯类含能材料撞击感度的影响.根据计算得到的弹性常数,通过Voigt-Reuss-Hill平均法计算得到了几种含能材料的体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比v.接着,尝试通过分析氨基和甲基取代基的种类和数量对力学参数、能带结构、态密度等性质的影响.在一定程度下,氨基个数与撞击感度之间呈负相关,与禁带宽度呈正相关,可以通过比较带隙值来判断一组含氨基的多硝基芳烃材料的撞击感度大小关系.相较于氨基,甲基数量与力学性能的相关性较氨基取代基更好,甲基数量变化对材料的总态密度能量影响更大;甲基数量与材料的撞击感度之间没有相关性但与禁带宽度呈负相关,无法通过带隙值的大小来确定一组含甲基的硝基芳烃类含能材料的撞击感度大小关系.

关键词：含能材料撞击感度取代基力学性质电子性质

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施密特因子分布图预测锆的变形行为（英文）

稀有金属材料与工程 2019年第8期48卷 2400-2405页

作者：辛超孙巧艳肖林孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

由拉伸应力方向与c轴夹角及拉伸应力方向在基面投影与基面a轴夹角为自变量绘制了锆及锆合金中不同变形方式的施密特因子分布图并做了分析和研究。变形方式包括基面滑移,柱面滑移和锥面滑移的和滑移系和{1012},{1121},{1122}和{1011}4组... 详细信息

由拉伸应力方向与c轴夹角及拉伸应力方向在基面投影与基面a轴夹角为自变量绘制了锆及锆合金中不同变形方式的施密特因子分布图并做了分析和研究。变形方式包括基面滑移,柱面滑移和锥面滑移的和滑移系和{1012},{1121},{1122}和{1011}4组孪晶系。每个独立变形方式下的软取向和硬取向被确定。施密特因子分布图结合实验中每种变形方式的临界剪切应力可以有效预测每种变形方式的相对活性并能够很好地吻合现有的实验结果。

关键词：施密特定律滑移孪晶变体选择各向异性锆

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铜基非晶合金板弯曲塑性及剪切带间距的研究

金属学报 2005年第10期41卷 1031-1036页

作者：江峰张志博张敬贺林孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

制备了一种压缩断裂塑性应变接近2%的铜基块状非晶板材,并利用三点弯曲实验进行了其弯曲塑性、剪切带间距与试样厚度关系的研究.结果表明:非晶合金的弯曲断裂塑性应变明显依赖于试样厚度,即弯曲断裂塑性应变随试样厚度增加呈指数衰减关... 详细信息

制备了一种压缩断裂塑性应变接近2%的铜基块状非晶板材,并利用三点弯曲实验进行了其弯曲塑性、剪切带间距与试样厚度关系的研究.结果表明:非晶合金的弯曲断裂塑性应变明显依赖于试样厚度,即弯曲断裂塑性应变随试样厚度增加呈指数衰减关系减少;弯曲时剪切带间距随试样厚度增加而线性增加;剪切带间距与试样厚度的比值对于同一非晶合金为恒定值,但随非晶合金种类的不同而变化,与非晶合金的塑性变形能力有关.

关键词：铜基块状非晶弯曲塑性剪切带间距

基于小波变换Cu-W薄膜表面形貌表征与硬度值分散性评价

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物理学报 2004年第7期53卷 2281-2286页

作者：汪渊白宣羽徐可为西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

提出了一种基于小波变换描述薄膜表面形貌的方法 .运用离散小波变换法研究磁控溅射Cu W薄膜表面特征随溅射时间的演变 .结果表明 ,Cu W薄膜在溅射时间超过 6 0 0s时才达到稳定 .不同薄膜表面形貌的变化主要是由高频部分引起 .薄膜的粗... 详细信息

提出了一种基于小波变换描述薄膜表面形貌的方法 .运用离散小波变换法研究磁控溅射Cu W薄膜表面特征随溅射时间的演变 .结果表明 ,Cu W薄膜在溅射时间超过 6 0 0s时才达到稳定 .不同薄膜表面形貌的变化主要是由高频部分引起 .薄膜的粗糙表面会引起纳米压入硬度值的分散 ,这种分散性可用基于小波变换的薄膜表面形貌多尺度分解评价 .

关键词：铜-钨薄膜小波变换表面形貌表征硬度值纳米压入分散性

强度错配双层金属板垂直界面裂纹疲劳扩展行为

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金属学报 2001年第10期37卷 1053-1058页

作者：江峰康伟赵康孙军何家文西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

采用四点弯曲试样对爆炸焊接奥氏体不锈钢／低碳锅炉钢（１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ／２０Ｇ）层合板垂直界面裂纹的疲劳扩展行为进行了研究结果表明：由于强度错配，裂纹起始于高强度材料一侧时其疲劳扩展速率提高，而起始于低强度材料一... 详细信息

采用四点弯曲试样对爆炸焊接奥氏体不锈钢／低碳锅炉钢（１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ／２０Ｇ）层合板垂直界面裂纹的疲劳扩展行为进行了研究结果表明：由于强度错配，裂纹起始于高强度材料一侧时其疲劳扩展速率提高，而起始于低强度材料一侧时其疲劳扩展速率降低；但当裂纹尖端接近界面时，界面的存在对于上述两种情况下疲劳裂纹的扩展均起到了一定的屏蔽减速作用，只是其屏蔽效应的作用范围有所不同；在不发生偏折分叉的情况下，不论裂纹起始于层合板的哪一侧，只要外加载荷足够大，裂纹均能穿过界面．同时，对于试样尺寸及其导致的裂尖应力τ对于裂纹的扩展路径和在界面处行为的影响也进行了讨论和分析．

关键词：金属层合板强度错配疲劳裂纹扩展

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多晶薄膜表面粗化与生长方式转变

物理学报 2007年第2期56卷 1110-1115页

作者：杨吉军徐可为西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

采用原子力显微镜研究了磁控溅射多晶薄膜表面粗化行为对归一化沉积温度Ts/Tm(Ts是沉积温度,Tm是材料熔点)的依赖性与薄膜生长方式转变行为.随着Ts/Tm增加,薄膜表面粗糙度增加,而表征粗糙度随时间演化特征的生长指数β历经了先减小再增... 详细信息

采用原子力显微镜研究了磁控溅射多晶薄膜表面粗化行为对归一化沉积温度Ts/Tm(Ts是沉积温度,Tm是材料熔点)的依赖性与薄膜生长方式转变行为.随着Ts/Tm增加,薄膜表面粗糙度增加,而表征粗糙度随时间演化特征的生长指数β历经了先减小再增加的过程.β对Ts/Tm的依赖关系反映了薄膜生长方式的转变行为,即薄膜生长依次由随机生长方式向表面扩散驱动生长方式与异常标度行为生长方式转变.在低于体扩散控制薄膜生长的温度时,晶界扩散机理导致多晶薄膜的表面粗化的异常标度行为.

关键词：多晶薄膜表面粗化温度生长

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凝胶注模工艺制备高强度多孔氮化硅陶瓷

无机材料学报 2004年第4期19卷 743-748页

作者：张雯王红洁张勇金志浩西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、... 详细信息

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、加工性能优良的坯体,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度均>150MPa,气孔率>50％。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si3N4晶搭接而成的。均匀的气孔分布和柱晶结构是获得高性能的主要原因。

关键词：凝胶注模多孔陶瓷氮化硅

非比例加载下冷变形Zr-4合金的宏观应力响应及其位错亚结构

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金属学报 2006年第3期42卷 251-258页

作者：王航丁向东肖林孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

研究了相位角分别为30°, 60°, 90°以及等效应变幅分别为0．8％, 0．6％, 0．4％时双轴非比例加载下,冷变形去应力状态Zr-4合金的宏观响应和微观位错亚结构．结果表明:应力矢量和应变增量矢量之间的滞迟角θ在循环变形初期变化幅度较... 详细信息

研究了相位角分别为30°, 60°, 90°以及等效应变幅分别为0．8％, 0．6％, 0．4％时双轴非比例加载下,冷变形去应力状态Zr-4合金的宏观响应和微观位错亚结构．结果表明:应力矢量和应变增量矢量之间的滞迟角θ在循环变形初期变化幅度较大;随着塑性变形的进行,变化幅度逐渐减小并趋于稳定．滞迟角的变化幅度与加载路径曲率的变化有关: 90°相位角时变化幅度最小, 30°相位角时变化幅度最大．在椭圆和圆形加载路径下,随着应变路径弧长△l的增大,等效应力的平均值升高,而变化幅度减小并渐趋稳定．随着相位角的提高,等效应力响应平均值升高． Zr-4合金在非比例加载过程中表现出初始硬化．随后持续软化的持征．随着相位角的提高,循环软化程度加剧．非比例循环过程中Zr-4合金的等效应力高于相同等效应变幅下的比例加载,表现出潜在强化特征． TEM观察表明:随着相位角的增加, Z卜4合金双轴疲劳位错亚结构由单个位错线向位错缠结及成熟的位错胞转化．材料内部各向同性强化机理加强是Zr-4合金非比例潜在强化的主要原因．

关键词： Zr-4合金非比例加载应力响应附加强化

细晶Ti-2A1-2.5zr合金室温/低温低周疲劳行为及微观结构

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金属学报 2009年第4期45卷 434-441页

作者：王航徐燕灵孙巧艳肖林孙军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

对细晶Ti-2Al-2.5Zr合金进行了室温/低温(77 K)疲劳实验及微观组织观察.结果表明:室温低应变幅△εt/2(= 0.5%,1.0%)下,合金表现为循环软化;室温高应变幅(1.5%,2.0%)下,则表现为循环应力饱和;77 K时,不同应变幅下均表现为循环硬化,且随... 详细信息

对细晶Ti-2Al-2.5Zr合金进行了室温/低温(77 K)疲劳实验及微观组织观察.结果表明:室温低应变幅△εt/2(= 0.5%,1.0%)下,合金表现为循环软化;室温高应变幅(1.5%,2.0%)下,则表现为循环应力饱和;77 K时,不同应变幅下均表现为循环硬化,且随应变幅升高,循环硬化程度增强.疲劳寿命测试结果表明:低温疲劳寿命始终高于室温,断口SEM观察表明,室温和低温下,疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条纹,疲劳裂纹以穿晶方式扩展,室温下伴随有大量二次裂纹,低温下的二次裂纹数量明显减少.TEM观察表明:低温下孪生是合金主要的变形方式,包括(10■1)和(11■1)型孪晶.疲劳变形位错组态为:室温较低应变幅(0.5%,1.0%)下,形成位错线和局部位错缠结;室温下应变幅提高到1.5%和2.0时,{10■0}柱面和{11■1}锥面滑移同时开动,位错组态演化为亚晶和明显的位错胞.77 K下,应变幅2.0%时形成沿柱面平行分布的位错带:77 K下应变幅升高到4.5%时,多滑移形成相互垂直的位错线.低温诱发形变孪晶是Ti-2Al-2.5Zr低温疲劳寿命升高的原因.

关键词： Ti-2Al—2.5Zr 细晶低周疲劳位错孪晶