氢致Ⅱ型裂纹扩展的位错理论

本文利用位错理论研究了Ⅱ型裂纹前方的位错塞积群和其附近形成的氢气团。并首次将氢气团看作弹性夹杂，采用合理的近似，求得了夹杂的本征应变和应力场，研究了氢气团与塞积群的交互作用，求得了塞积群的位错密度和应力强度固子，讨论了氢致开裂的物理过程和裂纹扩展速率。结果指出，氢气团促进裂纹尖端位错源开动，促进滞后塑性变形发生，提高塞积群顶端的位错密度和应力强度因子，促进该处微裂纹的形成和扩展。     

反平面残余应力作用下压电体界面裂尖分析

研究了在反平面残余应力作用下,双相压电体界面裂纹的裂纹尖端撕开位移COD和裂纹尖端位错塞积群的数量问题.运用Riemann-Schwarz解析延拓技术与复势函数奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答.数据结果表明,压电效应对界面裂纹尖端撕开位移和裂纹尖端位错塞积群的数量的影响不大,可以忽略不计,两种材料属性的差异对界面裂纹尖端撕开位移和裂纹尖端位错塞积群的数量的影响比较明显.     

钢铁材料中刃位错与溶质原子的交互作用

通过计算机编程建立了钢铁中铁素体相中的1/2[1 1 1]刃位错的原子结构模型,用实空间的连分数方法计算了碳、氮及合金元素在完整晶体及位错区引起的总结构能和环境敏感镶嵌能,讨论了碳、氮及合金元素在位错区的偏聚及交互作用.计算结果表明:轻杂质C,N易偏聚于位错芯处;强、中碳化物形成元素(Ti,V,Nb,Cr)易偏聚于刃位错线上,非碳化物形成元素Ni偏聚于位错线下方的弹性扩张区;轻杂质加剧强碳化物形成元素在刃位错区的偏聚,当温度下降使得C,N及合金元素的浓度超过其最大固溶度时,钢铁中刃位错区将有C,N金属间化合物脱溶,这些化合物会阻碍位错的运动,起到第二相粒子的强化作用.     

形变金属Ni位错组态的透射电镜观察

用透射电子显微镜观察了金属Ｎｉ在不同塑性形变下的位错组态。通过透射电镜观察到了位错的胞状结构、滑移带及典型的位错塞积群。结果表明：金属Ｎｉ的塑性变形机制为位错滑移。     

环保阀门材料C46500坯料裂纹形成的原因

研究了C46500坯料裂纹的形成机理.利用扫描电子显微镜观察裂纹形貌,通过能谱仪分析裂纹处的杂质成分,结果发现,裂纹内C和O元素的质量分数分别是无裂纹处的2.8倍和2.9倍.杂质的引入降低了材料的强度,增加了坯料的脆性,容易产生裂纹.因此,各种氧化物和碳元素的存在是造成阀门开裂的主要原因,裂纹形成机理为位错塞积理论.     

一种基于面向对象模拟刃型位错运动图象及应力场的方法

位错是晶体中的一种线型缺陷，它在晶体中普遍存在，不仅影响着晶体的力学强度，而且对固体的许多物理性质均有重要影响.为了能形象地理解位错的基本性质，本文以刃型位错作为研究算例，通过编写Visual C++程序，成功地实现了对刃型位错原子动态图象及其应力场分量的计算机模拟，并详细阐述了程序设计原理和实现方法.本文的编程思想和通过定性及定量分析得出的结论对深入研究位错的特性提供了很好的参考思路.     

杂质在位错附近的振动特性

本文用四原子模型,分析了杂质原子在刃位错附近的二维振动特性。     

Fe中掺Ti刃型位错体系的电子结构研究

能量计算结果表明,在铁基刃型位错芯处掺入合金化元素Ti后,掺杂体系的结合能比纯刃型位错体系的结合能降低,这意味着置换型掺杂刃型位错体系具有相对的稳定性.杂质形成能计算预期Ti在位错芯区的偏聚倾向,反映了位错芯对杂质Ti的捕获效应.从原子间相互作用能计算和Mulliken轨道占据数的分析中发现掺杂体系中Ti原子与其近邻基体Fe原子间具有强相互作用及电荷转移,形成较强的电荷关联区.原子间键合力增强,将影响刃型位错在基体中的力学行为.考虑到掺Ti对位错芯区电子结构及能量的影响可得出结论:Fe中掺Ti的量子力学计算发现微量合金化元素Ti具有固溶强化效应,影响过渡金属的力学性质.     

软X射线分光晶体TAP缺陷成因的研究

测定了ＴＡＰ晶体中铊离子的价态，发现ＴＡＰ晶体中除了一价的铊离子Ｔｌ＋外，还有少量三价铊离子Ｔｌ３＋的存在．实验还测定ＴＡＰ晶体中存在的金属离子杂质，总量为０２０７ｍｇ／ｇ．联系ＴＡＰ结构的特点讨论了ＴＡＰ晶体存在Ｔｌ３＋和金属离子杂质是产生ＴＡＰ晶体结构缺陷的重要原因，并分析了ＴＡＰ晶体位错线基本走向平行于ｃ轴的原因     

金刚石晶体缺陷的同步辐射白光形貌术研究

利用同步辐射的荧光分析和白光形貌术对天然金刚石晶体进行了观察与分析。结果发现，金刚石晶体中存在有多种杂质元素和许多微缺陷，如位错、亚结构和孪晶界等。本文重点分析位错的类型及其特征量，并对实验结果进行了讨论。     

位错发射与纳米裂纹形核的TEM实验观察

本文进行了1Cr18Ni9Ti（奥氏体321型不锈钢）的TEM原位拉伸实验,再次观察到了位错从裂纹尖端的发射、无位错区形成、纳米裂纹形核及位错塞积等物理现象。其中无位错区更是形状清楚,和理论计算结果吻合,无位错区中的纳米裂纹形核与长大验证了微孔聚合的裂纹扩展机理。     

硫酸三甘氨酸及其同晶的完整性研究

本文借助于x——射线形貌术系统地研究了TGS、DTGS、DATGS的完整性。实验表明:TGS、DTGS、DATGS的缺陷构形相似;在晶体中存在位错、包裹体、沉积物,沉积到和微包裹体缀饰的生长条纹;在DATGS晶体轴两端均有一双晶。DTGS、DATGS晶体的完整性不如TGS。在生长出的晶体中大部分起源于晶体的位错成束类聚,在对应于晶种生长方向的投影区域定域。因此在晶体中可以有一体积区域无位错。最后,讨论了生长缺陷和生长条件的关系,并指出了生长高质量晶体的径途。     

鎢单晶体中位錯蝕斑的研究

本文指出了在钨单晶体{100}面产生金字塔形浸蚀斑,{111}面产生三角锥形浸蚀斑的浸蚀剂和浸蚀条件。通过浸蚀——抛光——再浸蚀的方法及亚晶界的分析,初步建立了位错和浸蚀斑间一一对应的关系。进一步运用这一技术研究了钨单晶中的亚晶界,通过倾侧性亚晶界的交结点的分析,指出钨单晶体中存有二组〈100〉柏格斯矢量的刃位错组成的不对称倾侧亚晶界,二组1/2〈111〉柏格斯矢量的刃位错组成的不对称倾侧亚晶界。文章还提出了分析二组非正交的异柏格斯矢量的刃位错所构成倾侧晶界(且观察面不与位错线正交)的较为一般的极图分析法。     

三维晶体中刃位错引起的相变理论及其实验验证

基于Kostenlitz和Thouless的缺陷引起的相变理论,本文研究三了维晶体中刃位错引起的熔化理论。考虑到熔化总是发生在固体表面这一实验事实,文中导出了晶体表面相变温度T_(SC)作为晶体理论熔点。所引用的9种晶体的实验数据表明,T_(SC)与各晶体实验熔点T_m的相对误差均小于34％,处于本文理论的误差估计范围之内。     

晶体相场法研究小角晶界<100>位错芯的扩展演化

位错扩展对材料的性能有重要影响。本文应用晶体相场（PFC）法模拟体心立方（BCC）晶体的双晶晶界在施加双轴应变下，晶界的<100>位错芯的扩展现象。研究发现，晶界的■位错芯区域出现空位，从而给位错芯的扩展提供了条件。研究表明：随着应变量的增加，<100>位错发生分解反应，位错芯从单个刃位错分解成两个混合位错，然后，两个相邻的位错芯扩展成一个整体。这个大位错芯里包括4个柏氏矢量不同的1/2<111>位错，晶界的<100>位错的分解反应与这个1/2<111>位错相关，应变场分析表明<100>位错芯扩展时出现应变集中。     

映像力对高纯铝自由表面附近位错组态的影响

采用分析位错映像力的方法研究了纯铝表层区域直螺、直刃位错所承受的滑移应力,理论上计算出映像应力作用下直螺、刃位错临界滑移距离和纯铝表层低位错密度区尺寸.讨论了直刃位错临界攀移距离和温度的关系,指出了表面上相对稳定的位错组态.     

NiAl位错核心结构的模拟

利用ＥＡＭ势函数对ＮｉＡｌ中〈１００〉，〈１１０〉刃位错和〈１００〉螺位错的位错核心结构及〈１００〉刃位错与点缺陷的交互作用进行了模拟研究．结果表明：〈１００〉刃位错在（００１）面沿［１１０］和［１１０］方向扩展，呈“蝶形”结构；而〈１００〉刃位错在｛１１０｝滑移面上位错核心结构更为紧凑，位错扩展现象不明显．这和试验中观察到的ＮｉＡｌ中位错进行〈１００〉｛１１０｝滑移，而非〈１００〉｛００１｝滑移的结果相一致．〈１１０〉位错在（００１）面沿［１１０］和［１１０］方向也有所扩展，但同〈００１〉位错相比，沿［１１０］方向位错核心扩展的宽度更大，由位错应力场导致的原子位移也更明显．通过模拟还发现〈１００〉螺位错、〈１００〉刃位错、〈１１０〉刃位错在滑移面内均无位错的分解现象．〈１００〉刃位错和点缺陷的交互作用模拟结果表明：在位错核心附近引入点缺陷列对位错核心结构的轮廓影响不明显，说明难以通过引入点缺陷，局部改变有序度的方法来影响位错核心结构     

相场方法研究刃位错对第二相形核析出长大的影响

用扩散界面相场模型研究刃位错对第二相形核析出长大的影响,建立含刃位错应变能的自由能函数,对刃位错线附近的第二相形核析出长大过程进行研究和分析。新建立的自由能函数能有效地对刃位错线附近的第二相形核析出长大过程进行模拟。模拟结果与位错能理论及非均匀形核理论吻合得很好。     

耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料本构建模与仿真

针对耐热不锈钢X8CrNi25-21的材料特性,基于弹塑性力学理论和位错动力学对经典的Johnson-Cook（JC）本构模型进行修正,引入位错塞积理论,并在本构中考虑晶粒尺寸和晶体取向等微观参数,建立了基于尺度效应的耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料响应行为本构模型.通过采用介观尺度非标准件,并利用热处理工艺改变材料的晶粒尺寸,开展准静态拉伸实验、动态霍普金森压杆实验进行介观尺度材料测试,建立了晶体尺寸与介观尺度材料塑性变形与断裂行为特征的变化规律,并最终确定了耐热不锈钢X8CrNi25-21介观尺度材料本构模型各参数值.      

MOCVD生长源流量对p型GaN薄膜特性影响的研究

利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上生长p型GaN:Mg薄膜,对不同二茂镁(CP2Mg)流量和Ⅴ族和Ⅲ族摩尔(Ⅴ/Ⅲ)比生长的p型GaN:Mg薄膜特性进行研究。研究表明,增加Ⅴ/Ⅲ比,可以降低螺旋位错密度,提高p型GaN晶体质量。当Ⅴ/Ⅲ比为3 800时,Cp2Mg流量最高为170sccm,获得p型GaN(002)面峰值半高宽(FWHM)最窄为232"。同时研究发现,单纯提高Ⅴ/Ⅲ比对降低刃型位错影响较不明显。