位错组态演化规律及其在流变应力预测中的应用

金属塑性变形过程中产生的位错组态的基本特征是高低位错密度区交替出现的空间周期性有序结构, 位错组态演化是典型的非线性现象. 针对刃位错与螺位错组成的系统, 考虑到螺位错通过交滑移作用对刃位错密度的贡献及位错间的反应特点, 以反应-扩散方程为基础建立了一个反映变形过程中局部应力变化的包含高阶微分项的非线性偏微分方程, 该方程具有非线性系统方程的一般特征, 并利用这一特点, 避免了建立位错组态演化模型时对复杂的位错反应项的表示. 通过理论分析, 得到了相邻高密度位错区之间距离(位错胞尺寸或位错墙之间的距离)与应力或位错密度之间的关系. 利用该关系对亚微米晶铜和铝的流变应力进行了预测, 所得到的结果与前人的实验结果吻合.     

位错与晶体的力学性质

1956年9月6日至8日在美国纽约普莱西湖举行了一个金属物理会议,约有40位来自各国的冶金学家和物理学家参加,会议主要讨论了位错晶体的力学性质。上一次相同性质的会议是于1954年在英国开的。把这次会议和上次来此,这次会议讨论的问题有两个主要的特点:第一,位错理论的发展至少暂时已经告一段落,位错的研究现在已经肯定地是实验物理家的事了。原因在于单个位错和位错的简单排列的几何理     

非晶态金属形成过程中微观结构转变特性的模拟研究

众所周知,由液态急冷而成的非晶态金属具有许多优良的宏观性能,主要是由其特殊的微观结构组态决定的.因而对其非晶形成过程进行跟踪研究,以弄清其微观结构组态的变化特性,对于深入理解其结构与性能的关系,将具有重要的理论和实践意义.然而,在目前的实验条件下,要实现跟踪研究是难以完成的.随着计算机技术的飞速发展,已有可能将分子动力学方法运用于对液态金属的微观结构组态的瞬变过程进行物理图象十分清晰的模拟研究,并已取得了许多重要的研究成果.     

体心立方金属位错滑移时反应应力对取向变化的影响

提出了一种考虑反应应力的体心立方金属塑性变形模型，计算了位错开动所造成的切应变及可能会引发的反应应力，并使之影响到后续的位错开动过程。在（110）和（112）两类滑移面上的临界切应力比为0．95，第2位错与第1位错取向因子差小于5％，第2位错也同时开动的条件下计算了体心立方金属冷轧80％时的变形织构。结果表明，所计算的织构比以往其他计算模型更接近冷轧80％无间隙原子钢板的实际织构。分析认为，该模型可以兼顾多晶体塑性变形时应变与应力的连续性，因而更接近于体心立方金属变形的真实晶体学过程。     

贵州阿哈湖沉积物-水界面微生物活动及其对微量元素再迁移富集的影响

通过功能性微生物、孔隙水微量元素及有机质降解的电子受体的分析, 发现长期受到煤矿废水和生活污水复合污染的阿哈湖沉积物-水界面附近发生着强烈的生物地球化学过程, Fe, Mn和S的微生物还原发生在沉积深度上的不同位置, 硫酸根的还原要高于Fe的还原, 在表层进行并在一定程度上抑制了Fe, Pb等在表层的释放趋势. Fe和Mn在不同位置的还原造成了微量元素的“双重”释放效应. 部分微量金属元素在沉积物表层10 cm范围内出现“强烈富集”现象. 通过研究, 初步解释了这种现象发生的微生物学机理及环境诱发机制, 目的在于认识阿哈湖复合污染的湖泊环境中微量金属的不稳定迁移方式及其潜在环境危害性.     

Cr_2多重键的MCSCF及CI研究

Cr_2的实验键长为1.68,比金属本体中Cr-Cr键长2.5短的多,吸引了众多的理论研究,并论证其多重键本质。早期半经验计算即认为Cr_2中的d轨道形成多重键;80年代初,从头计算及组态相互作用研究也相继完成并获得一定成功。然而,大规模组态相互作用研究却遭到失败,证实这类分子d-d电子相关能大,成键本质的定量估计需要更精确的理论计算。     

α-Ti单晶中位错运动的一种特殊表象

近十多年来,高压电镜动态观察已成为研究位错运动的主要手段。晶体中位错运动的方向总是垂直于位错线本身,在大量动态观察中位错像通常也是沿着垂直或接近垂直于位错线的方向运动.而在α-Ti单晶的室温拉伸高压电镜动态观察中,我们除了看到上述情形外,还看到了位错像成组地运动,运动方向近乎平行于位错线方向。本文的目的,在于通过迹线分析     

加工硬化材料裂纹尖端塑性区的位错分布

由于裂纹尖端塑性区的位错分布与材料的断裂密切相关,它引起了人们的极大兴趣。人们在处理裂纹尖端塑性区的位错分布方面已进行了大量的工作。最近,Ellyin和Fakinlede采用非线性的位错模型讨论了加工硬化材料的裂纹尖端塑性区的位错分布。但由这个模型得到的位错均为正位错,且位错分布函数D(u)随x单调变化,这和实验结果不一致。龙期威用修正的BCS模型讨论了线弹性裂纹尖端塑性带的位错分布,发现在裂纹尖端塑性     

脆断微裂纹形核的原位观察

Rice和Thomson及其支持者认为脆断裂纹扩展时不会发射位错.对Si和Fe-Si,解理裂纹扩展前能发射一些位错,故Argon认为Si的韧脆转变取决于裂尖发出位错的多少.而Chiao认为,如裂尖发出的位错不能运动离开就导致脆断.Gerberich等认为随裂尖发射位错,有效应力场强度因子增加,当它达到临界值时就导致解理扩展,称之为“塑性诱发解理”.总之,他们均认为解理裂纹是连续扩展的,裂尖发射位错就导致钝化,裂纹解理扩展前不发射或只发射极少量位错.     

晶体缺陷与金属强度学术讨论会

高等教育部直属高等院校校际“晶体缺陷与金属强度”学术讨论会于1964年11月30日至12月6日在南京召开,参加会议的有来自全国29个高等院校与科研机构的代表44名。会议收到论支53篇,宣读了37篇。从这些论文中可以看出过去几年内各高等院校在“晶体缺陷与金属强度”这个领域内的研究工作已有了很大发展,论文质量也有所提高。在晶体缺陷的实验观察方面,大部分论文是和位错的直接观察有关的,应用的方法有浸蚀法和X射线法;所研究的材料包括金属中的钼、锌、铝,半导体中的硅与锗,离子晶体氯化钠等。其中在发     

纳米结构金属晶界塑性机理的原子尺度模拟研究进展

纳米结构金属中富含晶界,对材料微观结构演化与宏观力学性能调控具有重要意义.厘清纳米结构金属晶界塑性变形的原子尺度机理,将之与材料宏观力学行为相联系,是纳米结构金属力学研究关注的核心问题.近年来,我们围绕晶界塑性变形机制及其影响因素,采用原子尺度模拟方法,探究了晶界诱导孪生与界面宏微观自由度的关联规律,揭示了晶界位错往复滑移主导的纳米晶体循环塑性机制,提出了孪晶界滑移诱导纳米晶体极端剪切变形,发展了取向依赖的晶界迁移和滑移转变模型,为纳米结构金属晶界行为预测与调控提供了新思路.本文梳理了晶界塑性原子尺度模拟的研究现状,总结了本团队从原子尺度探究晶界塑性变形机理的相关进展,指出了纳米结构金属晶界调控理论与力学表征的难点和挑战.     

bcc Fe中<100>刃型位错上扭折的分子动力学模拟

使用分子动力学方法, 建立了对应于<100>{010}和<100>{011}刃型位错上的两种扭折模型, 并计算了两种类型扭折的形成能、迁移能及宽度. 计算结果表明, 扭折结构依赖于位错类型及位错芯区原子的格位能. 分析这些计算结果发现, <100>{010}刃型位错上的扭折既难以形成,又难以迁移; <100>{011}刃型位错的运动主要是通过扭折的成核, 而不是扭折的迁移.     

位错心线性膨胀模型的正电子湮没特性

一、导言 Arponen等提出的位错模型(以下简称A-模型)相当好地和变形Al的正电子(e~+)湮没实验结果符合,但用空心柱孔模型(以下简称C-模型)也能够给出同样好的结果。这说明位错e~+湮没效应的主要贡献来源于位错中心区域,凡是主要考虑位错心的模型均能给出接近实验的结果。然而,C-模型描述位错心过于简化,例如它的离子密度分布在柱孔边界上发生突     

一种新的金属玻璃Mo_(70)Ge_(20)B_(10)

非晶态过渡金属超导体的Collver-Hammond曲线,到目前为止仍是一个未被充分解释的问题,获得这条曲线的实验工作是基于研究电子束蒸发薄膜的超导体临界温度而得到的。这些膜有很多是在冷底板上制取的,其中有些在室温下已全部晶化,同时,薄膜样品又给一些物理测量带来了困难,如比热测量,因此获得大块的非晶态过渡金属及其合金是研究非晶态过渡金属的很重要的内容。通常获得大块非晶态样品都采用超高速液相淬火的方法,用这种方法,已经制备出了几个在室温下稳定的非晶态过渡金属合金,亦称金属玻璃,对于金属Mo及其合金只有加入类金属,才有希望得到这种室温稳定的金属玻璃。在此之前,有人制备出了     

石墨炔负载金属原子催化剂研究进展

金属原子催化剂实现了原子百分之百利用率,具有高选择性和高活性等特点.但由于单个原子表面能大,容易团聚成纳米颗粒,稳定金属原子催化剂的制备对基底提出了较高的要求.石墨炔的特殊结构使其成为一种潜在的金属原子催化剂载体.石墨炔是一种由sp~2和sp杂化碳原子共同组成的新型碳的同素异形体.由于碳碳三键具有线性、无顺反异构和高共轭性等优点,使得石墨炔具有类似石墨烯的二维平面结构,同时具有高导电性、高比表面积、结构稳定等优异性质.石墨炔结构中的sp杂化碳原子能与金属原子形成强的共价键,从而使金属单原子能稳定存在石墨炔结构中;因此石墨炔是一种理想的金属原子催化剂载体.本文从石墨炔负载金属原子催化剂的结构出发,论述了石墨炔负载金属原子催化剂的研究进展,包括石墨炔负载金属原子催化剂的结构、制备方法、表征手段,重点论述了石墨炔负载金属原子催化剂在电化学催化领域的理论和实验进展.实验证明石墨炔负载的贵金属(Pt和Pd)原子催化剂以及过渡金属原子(Ni和Fe)催化剂都具有优异的电化学催化活性和循环使用性能.     

离散位错动力学算法及其在材料塑性行为模拟中的应用

晶体材料的塑性变形由位错的运动演化而引起.离散位错动力学(discrete dislocation dynamics, DDD)通过直接模拟大量位错的演化而研究材料的塑性变形,因此能够揭示材料微结构-位错微结构-塑性力学行为之间内在的物理关联,并能够自然而然地捕捉塑性变形微米/亚微米特征尺度下本征的尺度效应.它所能模拟的尺度介于微观分子动力学模拟和宏观有限元模拟之间,在多尺度算法中起到承上启下的作用.本文首先系统地发展、完善和丰富了离散位错动力学-有限元(finite element method, FEM)叠加算法、DDD-FEM直接耦合算法(discrete-continuous method, DCM)以及离散位错动力学-扩展有限元(extended finite element method, XFEM)耦合算法等框架体系.在此基础上,利用这些方法对单晶镍基高温合金的塑性变形机理、晶体材料的断裂和损伤变形行为以及塑性行为的微尺度和微结构效应3个方面开展了系统的研究.所得模拟结果指导了基于微结构和位错机制的单晶镍基高温合金晶体塑性本构模型的建立,丰富和加深了人们对材料强化、循环塑性、断裂、损伤、尺度效应和微结构效应的认识.此外,离散位错动力学可进一步应用于诸如高温、高压、高应变率、化学腐蚀环境、高辐照等极端条件下晶体材料塑性行为的研究,是材料力学行为多尺度模拟研究中的重要一环.     

稀土多核配合物Y_5O(OR)_(13)电子结构的DV-X_a方法研究

金属烷氧基化合物在以下两方面有其重要意义:一方面,烷氧基配体可以作为对传统的有机金属π受体配体的补充,稳定高氧化态的缺电子的金属原子中心,选择特殊的烷氧基配体可以对金属的配位数及基质的化学键进行立体制控以达到活化碳—碳键、碳—氢键的目的。     

汶川8.0级地震地表破裂白鹿镇段的变形特征*

汶川8.0级地震在彭县-灌县断裂上形成的地表破裂带主要位于彭州磁峰与安县睢水之间,全长约90 km,白鹿镇位于该断裂地表破裂带的南段。应用全站仪和GPS对地表破裂带的垂直位错量、水平位错量、构造缩短率进行精确测量,结果显示,沿彭县-灌县断裂,白鹿镇地表破裂的垂直位错量和水平位错量都是最大的,其中最大垂直位错量位于白鹿老街,为(2.7±0.2) m,最大水平位错量位于白鹿河堤岸,为(0.7±0.2) m。究其原因,可能是沿彭县-灌县断裂,白鹿地区煤层含量最为丰富,煤层厚度最大,因而该地区软弱岩层的屈服强度相对最低,从而导致该地区断层两侧岩体的滑动量最大。另外,通过白鹿中学附近垂直于断层走向的探槽,甄别出两条呈叠瓦状排列的分支断层,该探槽所揭示的地表破裂面倾角度数及倾角随深度的变化趋势与通过震源机制解推断的结论一致。     

用扫描电镜观察石英的蚀象

一、引言在复杂的地质环境中形成的岩石,其天然应力对其性质和状态起着重要作用,但数值却不为人们所了解.岩石的位错密度是与其天然应力有密切关系的一个指标.近年来,国标上是用透射电镜对岩石位错密度进行研究的.在直接观察晶体位错的实验方法中,腐蚀法最简     

锂金属负极固体电解质界面膜的理解与改性策略

锂金属负极因具有较高的比容量和较低的电极电势,被认为是最有发展前景的电池负极材料之一.然而,不稳定的锂金属负极固体电解质界面膜和严重的锂枝晶生长问题限制了锂金属负极的实际应用.认识和理解锂金属负极固体电解质界面膜的组成与结构,并将其与锂金属生长行为建立有效的关联,是解决锂金属负极不稳定问题的关键.本文综述了近年来有关锂金属负极固体电解质界面膜的表征技术和调控策略,并介绍了锂金属软包电池的界面研究现状.本文对锂金属负极的实际应用具有一定的指导意义.