溶质非平衡晶界偏聚的研究进展（Ⅰ）：热循环引起的非平衡偏聚和晶间脆性断裂

评述了溶质非平衡晶界偏聚理论的近20年来的发展，包括非平衡偏聚的临界时间概念和公式，热力学关系式和恒温动力学方程．作为这个理论体系的重要应用，讨论了钢的回火脆性和金属与合金的中温脆性的非平衡偏聚机理．     

La和Nd掺杂的硅基Bi4Ti3O12铁电薄膜的无疲劳特性及其机理的比较研究

采用优化的溶胶-凝胶（Sol—gel）技术，同一工艺条件下在Pt／TiO2／SiO2／Si衬底上成功地制备了Bi3.25La0.75Ti3O12（BLT）和Bi3.15Nd0.85Ti3O12（BNT）铁电薄膜．X射线衍射（XRD）测试表明BLT和BNT薄膜具有单相的取向随机的多晶微结构；扫描电镜（SEM）的观测显示了这些薄膜具有50～100nm晶粒构成的均匀致密的表面形貌．利用铁电测试仪测定了以Cu为上电极而形成的金属-铁电薄膜-金属结构的电容器的铁电性能，得到了很好的饱和电滞回线．在最大外加场强为400kV／cm时，BLT和BNT薄膜的剩余极化强度（2Pr）和矫顽电场（2Ee）分别为25．1gC／cm^2，203kV／cm和44．2gC／cm^2，296kV／cm．疲劳测试表明，在1MHz频率测试下经过1．75×10^10次读写循环后，由BLT和BNT薄膜组成的电容器几乎没有表现出疲劳，呈现很好的抗疲劳特性．分析比较了La和Nd掺杂对薄膜结构及铁电性能的影响及其机理．     

含Re镍基单晶高温合金高温低应力蠕变初期γ/γ′界面结构研究

为了深入理解含Re镍基单晶高温合金高温低应力蠕变初期的蠕变行为和强化机制,本文利用电子显微学和能谱学等方法,从介观至原子尺度研究了DD6单晶高温合金在1100℃/140 MPa蠕变15 min后的界面位错组态、界面位错核心结构以及界面位错附近的合金元素分布情况.结果表明蠕变初期合金中的位错密度较低,只在局部形成位错网络,因此蠕变初期γ此蠕变界面形成的V形和台阶状凸起结构数量明显低于稳态蠕变初期(12h)时的,而且台阶状凸起结构(对应a/210160°混合型位错)明显多于V形凸起结构(对应a/2110刃型位错,由位错反应形成).蠕变初期形成的特殊形状的台阶状凸起结构是由于界面位错沿γ/γ′界面运动形成的,而Re等合金元素的共偏聚进一步验证了Re元素偏聚同界面位错的交互作用.     

Mg和Ag元素对二元Al-Cu合金时效析出的影响

研究了微量Mg和Ag元素对二元Al-Cu合金时效析出的影响. 研究表明, 单独加入Mg或Ag元素没有显著地改变合金的时效析出相, 但影响了析出相的形核速率和生长速率. 然而, 当Mg及Ag元素共存于二元Al-Cu合金时, Mg和Ag元素相互吸引强烈, 在Al基体{111}面形成原子簇. 这种原子簇促进了Cu原子沿基体(111)面的偏聚与非均匀形核, 降低了给基体带来的晶格畸变能, 从而使得Mg原子簇成为Ω相的优先形核区域, 抑制了θ′相的形核.     

前驱体中Bi含量对Bi3．4Ce0．6Ti3O12薄膜结构和性能的影响

分别配制了Bi含量为90，100和110mole％的前驱体，在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备Bi3．4Ce0．6Ti3O12薄膜，研究前驱体中Bi含量对其微观结构和铁电性能的影响．前驱体中Bi含量增加可以有效地改善薄膜的结晶性能和表面形貌．对Pt／Bi3．4Ce0．6Ti3O12／Pt电容结构进行电学性能测量，发现Bi过量10％的前驱体制备的Bi3．4Ce0．6Ti3O12薄膜具有较好的性能：室温下，在测试频率1kHz时，其介电常数为172，介电损耗为0．033；在测试电场为600kV／cm时，其剩余极化值（2Pr）和矫顽电场（2Ec）分别达到67．1gC／cm^2和299．7kV／cm；同时还表现出良好的抗疲劳特性和绝缘性能．     

硼原子对电子结构的作用及其晶界偏聚行为——Ni3Al脆,韧…

用Ｘ射线光电子能谱研究了硼原子对Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能的作用及其晶界偏聚规律，结果表明，纯Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能的作用及其晶界偏聚规律，结果表明，纯Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能按下列顺序增加：Ｎｉ〈Ｎｉ７６Ａｌ２４〈Ｎｉ７４Ａｌ２６〈Ｎｉ７５Ａｌ２５，如硼则使Ｎｉ３Ａｌ的Ｎｉ２ｐ３／２结合能单调下降，另外，在Ｎｉ３Ａｌ中硼有平衡放非平衡性质相叠加的晶界偏聚行为，根据组成原子     

Fe-Mn-C合金中的C-Mn偏聚及其对相变和形变的影响

采用价电子结构理论计算、微观成分的实验测定和TEM原位动态拉伸变形试验,研究了Fe-Mn-C合金中的C-Mn偏聚及其对相变和形变的影响.结果表明,Fe-8Mn-1.2C合金奥氏体中含C-Mn晶胞的n_A值是不含C晶胞的3.98倍,是含C晶胞的1.40倍;含C-Mn晶胞的n_C~D值是含C晶胞的2.21倍;在Fe-Mn-C合金奥氏体中存在C-Mn原子的微观偏聚,并形成了由-C-Mn-C-Mn-强键络相联结的Fe-Mn-C原子团偏聚区;散乱分布于Fe-Mn-C合金奥氏体中的Fe-Mn-C原子团偏聚区能有效地束缚原子的运动、阻滞滑移系的启动和阻碍位错的运动,强烈影响合金的相交和形变行为.     

温度影响下煤层顶板砂岩的破坏机制及塑性特性

通过扫描电镜(SEM)研究了煤层顶板砂岩拉伸断裂后的断口形貌图, 结合砂岩破坏的表面形貌图, 在细观和微观层次对砂岩的断裂机制进行了研究; 比较了受不同温度影响后的微观断口形貌差异, 特别是高温疲劳断口的出现, 证实了温度对砂岩破坏的微观断裂机制产生了影响, 即随着温度的升高, 砂岩的断裂机制由以局部脆性断裂机制为主向局部脆性和延性耦合断裂机制转变, 并观察到大量的塑性变形, 这是影响砂岩强度变化的根本原因, 并可能是微褶皱.     

固体中应力产生和消除空位及非平均晶界偏聚

确定固体内如何产生和消除过饱和空位，对于了解材料的许多物理过程是至关重要的，如固态扩散、晶界偏聚和超细晶材料的晶界稳定性等。晶界通常被认为是空位的源或阱。但是，在弹性应力场作用下，晶界有何变化仍然是不清楚的。提出了弹性范围内的压应力作用下晶界作为源会发射空位，张应力作用时晶界作为阱会吸收空位，这是除现在已公认的5种固体中产生和消除过饱和空位之外的第6种基本物理过程。在此基础上，建立了一套动力学方程，模拟Misra等人的张应力时效实验结果，证实了上述基本物理过程的存在。     

Fe—Mn—C合金中的C—Mn偏聚及其对相变和形变的影响

采用价电子结构理论计算，微观成分的实验测定和ＴＥＭ原位动态拉伸变形试验，研究了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃ合金中的Ｃ－Ｍｎ偏聚及其对相变和形变的影响。结果表明，Ｆｅ－８Ｍｎ－１．２Ｃ合金奥氏体中含Ｃ－Ｍｎ晶胞的ｎＡ值是不含Ｃ晶胞的３．９８倍，是含Ｃ晶胞的１．４０倍；含Ｃ－Ｍｎ晶胞的ｎ＾ＤＣ值是含Ｃ晶胞的２．２１倍，在Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃ合金奥氏体中存在Ｃ－Ｍｎ原子的微观偏聚，并形成由－Ｃ－Ｍｎ－Ｃ－Ｍｎ－强键络相联结     

一种基于多维DHT空间映射的P2P安全拓扑方案

基于DHT（distributed Hash table）的分布式检索和路由算法凭借其良好的分布性、自组织性、可扩展性等优点，正成为国际上结构化P2P（peer—to—peer）网络研究和应用的热点．但相对于传统的C／S fclient／server）网络，P2P网络的非中心化特点以及网络中节点较强的自治性和动态性，使得节点实施恶意行为的可能性大大增加，这令DHT对节点安全性的要求很难得到满足．本文提出了一种基于多维映射机制的安全DHT协议，该机制通过对标识符进行按组划分，将P2P网络中的节点映射到一个多维空间，并通过设计合理的路由算法，使安全工作定位到相对简单的节点区域内进行．理论分析和实验结果表明，本机制能够简化现有DHT安全机制，有效抑制恶意路由行为，提高资源搜索成功率．     

铜单晶试样在滑移变形机制下的拉伸颈缩

对FCC铜单晶的方形截面试样在滑移变形机制下的拉伸颈缩过程进行了分析。文中考虑真实的夹持条件和试验中拉伸轴与晶体 [001] 轴方向难以预知的微小偏轴，采用晶体塑性理论及本文第一作者建议的晶体塑性有限变形计算方法对方形截面试样的三维颈缩进行大变形分析。通过与试验比较，证实本文结果合理地描述了铜单晶试样在拉伸作用下的载荷位移关系，并合理地反映了铜单晶试样的颈缩变形形状特点和微小偏轴可能产生的影响。 为了讨论试样截面形状的影响，文中还将单晶铜方形截面试样和圆柱试样的拉伸颈缩作了比较。     

扩压叶栅中拓扑与漩涡结构的研究

为进一步揭示扩压叶栅中旋涡的结构型式，以理解旋涡对损失的作用机理，主要使用拓扑分析和数值计算的方法，讨论叶片通道中马蹄涡、通道涡、角涡等二次流旋涡的生成、演绎与发展．提出了低能流体区与外部流动区分界面的概念，分析表明通道涡、马蹄涡和角涡都位于分界面内部（低能流体区），而集中脱落涡位于分界面外部（外部流动区）．在损失分析方面，采用了流动耗散函数而非熵增来表征损失的大小．结果表明，涡运动与损失的产生存在直接联系，即旋涡的中心附近都是局部损失核心；流道中损失最严重的区域是位于分界面附近而不是位于低能区里．     

固体中应力产生和消除空位及非平衡晶界偏聚

确定固体内如何产生和消除过饱和空位, 对于了解材料的许多物理过程是至关重要的, 如固态扩散、晶界偏聚和超细晶材料的晶界稳定性等. 晶界通常被认为是空位的源或阱. 但是, 在弹性应力场作用下, 晶界有何变化仍然是不清楚的. 提出了弹性范围内的压应力作用下晶界作为源会发射空位, 张应力作用时晶界作为阱会吸收空位. 这是除现在已公认的5种固体中产生和消除过饱和空位之外的第6种基本物理过程. 在此基础上, 建立了一套动力学方程, 模拟Misra等人的张应力时效实验结果, 证实了上述基本物理过程的存在.     

超声疲劳振动体的有限元计算及动态模态分析

从超声疲劳载荷的主要特征出发，通过三维有限元计算及动态模态分析，研究了超声疲劳载荷下包括整体裂纹扩展试件及聚能器在内的振动体的应力、应变场和位移分布；分别讨论了超声疲劳载荷（Ｒ＝－１）和超声疲劳载荷叠加平均应力（Ｒ〉－１）两种情况下振动体固有振动模态的变化规律，为便于理解，简要综述了超声疲劳试验机的工作原理以及应用超声疲劳试验技术研究工程结构材料疲劳裂纹扩展性能的方法。     

非平衡晶界偏聚的研究进展（Ⅱ）：晶界滞弹性弛豫的微观机制和解析表述

内耗实验发现晶界滞弹性弛豫峰,是上世纪内耗研究的重要进展之一,但是晶界弛豫的微观机制仍然不清楚.通过弹性应力引起溶质晶界偏聚或贫化实验,提出晶界滞弹性弛豫的微观机制是：弹性张应力引起晶界吸收空位,压应力引起晶界发射空位,并引起溶质的晶界偏聚或贫化.建立了晶界滞弹性弛豫平衡下的晶界结构方程和成分方程,以此为基础,建立了弛豫过程的晶界偏聚或贫化的动力学方程.     

带肋钢筋-混凝土界面黏结破坏行为细观模拟

钢筋与混凝土之间的良好黏结是钢筋混凝土结构共同承载受力的基本前提.结合混凝土细观结构及带肋钢筋结构特征,考虑钢筋与混凝土间摩擦阻力及机械咬合作用的影响,建立了带肋钢筋与混凝土界面非线性黏结破坏行为研究的细观尺度分离式相互作用模型.在与已有试验结果吻合良好的基础上,首先讨论了细观力学分析方法的优势,研究了钢筋-混凝土界面黏结-滑移行为与破坏机制,分析了钢筋黏结应力的分布特征.进而基于细观数值分析方法讨论了骨料分布、保护层厚度、混凝土强度等级、钢筋直径和钢筋肋高等因素对钢筋-混凝土界面黏结破坏行为的影响规律,得到了一些规律性认识.     

硼原子对电子结构的作用及其晶界偏聚行为——Ni_3Al脆、韧性的结合能位移判据

用X射线光电子能谱研究了硼原子对Ni_3Al的Ni2p_(3/2)结合能的作用及其晶界偏聚规律,结果表明,纯Ni_3Al的Ni2p_(3/2)结合能按下列顺序增加:Ni0时,材料呈脆性;当△E_B≤0时,则材料呈延性.结合上述实验规律该判据预测:纯Ni_3Al是脆性的,并且硼韧化Ni_3Al时存在化学计量效应和浓度效应.由此可为开发延性金属间化合物提供一个合金设计原则.     

纳米Ta基阻挡层薄膜及其扩散体系电阻特性研究

采用直流磁控溅射方法在p型（100）Si衬底上制备了3类Ta基纳米阻挡层薄膜及其对应的Cu／barrier／Si复合膜，并对薄膜样品进行了卤钨灯快速热退火（RTA）．用四探针电阻测试仪（FPP），AFM，SEM-EDS，Alpha—step IQ台阶仪和XRD等分析测试方法对样品快速热退火前后的电阻特性和形貌结构进行了分析表征．实验结果表明，热处理过程中，凝聚、氧化和稳态效应同时出现，方块电阻的增大和下降趋势并存；而高温退火后Cu和Si发生互扩散形成的高阻相Cu3Si与更粗糙的表面形貌引起更强烈的电子散射导致了复合膜系方块电阻的急剧增加．     

微纳米尺度的力学行为

本文展述微纳米尺度力学行为的若干新进展：(1)微纳米尺度的断裂行为一侧重于从离散位错区到无位错区再到原子运动混沌区的纳观断裂力学描述；(2)微纳米尺度的塑性行为—探讨位错机制被抑制后的塑性变形机制；(3)纳米晶体中的扩散一以不均匀晶界和三晶交网络的扩散为主导：(4)微纳米尺度的接触与摩擦一讨论由于接触区域小而引起的反常行为；(5)微纳米尺度的碰撞一介绍新发现的超音速激波的机理；(6)跨层次算法一从原子／连续介质的可透越区模型到握手区连结的物质点／分子动力学方法。