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。     

氢促进位错发射和裂纹扩展的三维分子动力学模拟

对纯Ni和Ni+H,用EAM多体势的三维分子动力学模拟表明,不论裂纹取向如何,加载时均是首先发射位错,只有当发射足够多的位错后裂纹才扩展.即使对于氢脆,也以局部塑性变形为先导.对于沿(111)滑移面的位错,氢使位错发射的应力强度因子K Ie 从0.42降为0.36MPa@m 1/2 ;使裂纹开始扩展的临界应力强度因子K IP 从0.8降为0.76MPa@m 1/2 .总之,氢促进裂纹的发射和扩展.     

裂纹尖端位错发射与运动的分子动力学模拟

带缺陷的高强度X80管线钢基体相α-Fe裂纹顶端的变形机理对于揭示该材料的失效机理是非常重要的.采用嵌入原子方法（EAM）描述原子间作用势,由大型分子动力学并行软件LAMMPS（Largescale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）,建立足够大的模型以避免边界对位错发射与运动的影响,对中心裂纹板施加远场应力载荷,获得了裂尖发射位错的临界应力强度因子.模拟结果显示,在远场应力作用下,裂纹尖端出现了间歇性发射出位错的现象,即,首先在裂尖沿［1 1〖     

微裂纹起裂扩展机理的晶体相场模拟

【目的】研究初始晶向倾角为15°的样品分别在垂直和水平方向上,单轴拉应变作用下的纳观尺度裂口发射位错与裂纹扩展行为,了解韧性裂纹的生长特征和扩展规律,揭示纳米级韧性裂纹扩展机理及其对材料断裂的影响。【方法】采用晶体相场(PFC)方法观察15°晶向倾角下位错发射与裂纹扩展演化图及其对应的应力曲线图。【结果】垂直和水平不同方向拉应变作用下裂纹扩展方向不同,但裂纹都是韧性断裂模式扩展;当单轴拉应变作用达到临界值时,样品裂口开始发射滑移位错,随着外应力的增大,位错在滑移过程中留下一系列空位,空位长大连通形成裂纹并与主裂口相连,裂纹随着位错运动而扩展。【结论】在韧性裂纹扩展中,位错发射的运动对韧性裂纹扩展演化有重要影响。     

温度和加载速率对位错发射影响的原子级模拟

以Ａｌ为研究对象，采用ＥＡＭ势实施分子动力学模拟，在Ｉ型和Ⅱ型加载条件下，研究了温度和取向对位错发射，裂纹脆性及韧性扩展的影响，模拟结果表明，升高温度计等发射位的临界应力强度因子按指数规律降低，加载国速度在一定范围内将影响临界应力强度因子，临界应力强度因子随着加载速度的增大而增大。     

Ni纳米孔洞模板的制备

使用纯度为99．5％的铝片,在空气中500℃退火5h,利用电化学阳极氧化手段将铝片制备成具有纳米级孔洞的氧化铝模板。用氧化铝模板作母板,在高真空下把甲基丙烯酸甲酯（MMA）注入到模板的柱形微孔内进行热聚合,制得聚甲基内烯酸甲酯（PMMA）纳米线阵列复合膜。把PMMA纳米线陈列复合膜浸入100g/L的NaOH溶液中,去掉氧化铝模板,得到PMMA纳米线陈列膜,利用化学自动催化方法将Ni沉积到PMMA纳米线阵列上,得到Ni纳米孔洞复合膜,最后用丙酮将PMMA溶解掉,得到具有纳米孔洞阵列的金属Ni模板。利用透射电子显微镜（TEM）,电子衍射等测试手段对所制备模板进行了研究。TEM结果显示Ni模板的孔径约为45nm,孔心距为63nm左右,电子衍射结果显示模板是多晶材料。     

管道钢微观变形失效机理的分子动力学研究

本文通过Fe-Fe3C相图得到20#钢中铁素体(碳溶于α-Fe的间隙固溶体)和渗碳体(铁和碳形成的间隙化合物,即:Fe3C)的微观组织结构,利用Material Studio软件建立α-Fe/Fe3C原子尺度的微观模型.利用Lammps软件对主裂纹附近存在微裂纹和微孔洞两种典型缺陷的20#钢模型进行了分子动力学模拟.在正则系综(NVT)条件下,研究了微观裂纹和孔洞对材料力学性能的影响.研究结果显示,裂纹的扩展是原子间化学键断裂、裂纹尖端不断发射位错导致的;当裂纹到达α-Fe/Fe3C的界面后便止裂,裂尖逐渐钝化,裂纹尖端不断向渗碳体(Fe3C)发射位错,渗碳体(Fe3C)中的原子失去了原来的排列特征,局部留下了难以恢复的空位,偏向于裂尖钝化和沿滑移面剪切断裂机制.本文提供的研究方法和结论对揭示20#钢的微观变形与失效机理具有重要的参考价值.为进一步研究腐蚀条件下20#钢的失效机理打下了基础.     

尺度效应对晶内孔洞愈合的影响

基于非局部连续介质力学理论,提出了一种解析方法,研究小尺度参数对具有应力作用下的晶内孔洞收缩速率和愈合历程的影响规律.算例表明,随着晶内孔洞尺寸减小,尺度效应对孔洞收缩速率的影响逐渐增强;由于小尺度效应的影响,仅在晶格扩散能量的驱动下,晶粒中的孔洞不能够完全消失,这与不考虑小尺度效应的晶内孔洞收缩速率和愈合历程有很大不同.研究结果揭示了受静水压力和外应力作用下的材料中损伤缺陷的自我修复机制,具有一定的理论参考意义.     

剪切作用下变曲率纳米孔洞附近的弹性场

基于表面弹性力学,利用Boussinesq-Sadowsky位移势函数方法,研究了在剪切作用下,无限大介质中具有变曲率纳米椭球孔洞附近的弹性场。结果表明它们强烈依赖孔洞的大小、形状和表面能。这些特征有助于解释纳米尺度下材料的特殊力学性质。     

晶体相场方法在纳米裂纹扩展与韧脆断裂领域的研究进展

进入21世纪,计算机数值模拟技术在科学研究中的作用越来越突出,它与实验观测、理论模型分析并称为20世纪以来的三大科学研究方法。本文首先简要介绍裂纹研究的现状和宏观断裂力学存在的尺度局限性,并对近年来发展的原子级空间分辨尺度的晶体相场(PFC)模拟方法所具有的特征尺度范围和特色,以及PFC模型在模拟纳观尺度的材料微结构演化上所具有的优势进行说明。然后,介绍PFC模型在裂纹研究上的主要应用成果,包括以下5个方面：Zener裂纹的形核与扩展、纳米裂尖楔形位错空隙发射、晶列取向对纳米裂纹扩展的韧-脆断裂影响、纳米裂纹扩展模式的分类、纳米孔洞裂纹的愈合修复。最后,总结并指出PFC模型的发展方向及其今后在裂纹研究领域应用的新领域和重点方向。     

条状晶位错运动的晶体相场模拟

【目的】研究条状晶内不同矢量位错相互作用的情况,以揭示其运动和能量变化规律。【方法】采用晶体相场(PFC)模型,模拟4块取向差较小的条状晶所形成的4条亚晶界在应力作用下的湮没机制,并从位错运动和能量变化角度分析该机制。4条亚晶界中,2条是对称倾侧亚晶界,2条为非对称倾侧亚晶界结构。【结果】取向差较小的条状晶所形成的晶界为亚晶界,亚晶界上双位错组的数量由相邻两晶粒的取向差的大小决定;而在应力作用下,亚晶界的湮没过程主要有3个阶段:位错攀移及体系能量升高的第1阶段,位错分离及体系能量下降的第2阶段,位错相互作用及体系能量波动升高的第3阶段;由于存在非对称倾侧亚晶界,整个湮没过程比对称倾侧亚晶界的湮没过程较复杂一些。【结论】位错的相互作用存在4种情况:两位错相向运动,当位错矢量方向完全相反且在同一直线上时,相遇后发生湮没;位错相向运动,但运动方向不在一条直线上且距离较近,则可以相互吸引,最后依然可以湮没;如果运动方向不在一条直线上且距离较远,则无法相互吸引,它们只会朝着各自的运动方向继续运动;如果运动方向在一条直线上,但是位错方向不完全相同,它们相遇后不会湮没,而是组合形成一个复合位错。     

排污权交易市场的管制机制研究

文章从污染物排放的总量控制与初始排污权的分配方面分析了排污交易市场的管制机制问题，分析的结论表明：政府管制排污权交易市场的目标是在成本最小化的条件下调整厂商的数量和规模，以便使市场达到与总量标准有关的社会最优化产出、厂商规模和市场结构，并且，排污权交易制度给予厂商最优调整其规模以反映平均成本与外部成本之差额的激励。     

MDF甲醛释放流变性的研究

在MDF甲醛释放蠕变过程中，MDF甲醛释放驱动力保持不变时，MDF甲醛释放量随时间延长而变化。马克斯韦模型可在甲醛释放驱动力为恒定条件下，较好地模拟MDF的甲醛释放流变性的规律；凯尔文模型较好地模拟了MDF甲醛延时释放特征；勃格模型是描述MDF甲醛释放蠕变的重要公式，它较好地模拟了MDF甲醛常规释放蠕变特征，换算得到的公式可较好地描述锯切后试件放置时间对MDF甲醛释放量的影响规律，是描述和预测MDF甲醛释放松弛特性的有价值模型；也可较好地描述干燥器测试时间对MDF甲醛释放量的影响规律，是描述和预测MDF甲醛释放蠕变特性的有价值模型。     

钻削过程声发射信号模型的理论研究

分析钻削过程中钻头的磨损形式和声发射源及其数学模型。方法用声发射信号与钻削过程的理论关系,研究钻削过程中各塑性变形区的塑性功功率数学表达式。     

MDF甲醛释放流变性的研究

在MDF甲醛释放蠕变过程中,MDF甲醛释放驱动力保持不变时,MDF甲醛释放量随时间延长而变化。马克斯韦模型可在甲醛释放驱动力为恒定条件下,较好地模拟MDF的甲醛释放流变性的规律;凯尔文模型较好地模拟了MDF甲醛延时释放特征;勃格模型是描述MDF甲醛释放蠕变的重要公式,它较好地模拟了MDF甲醛常规释放蠕变特征,换算得到的公式可较好地描述锯切后试件放置时间对MDF甲醛释放量的影响规律,是描述和预测MDF甲醛释放松弛特性的有价值模型;也可较好地描述干燥器测试时间对MDF甲醛释放量的影响规律,是描述和预测MDF甲醛释放蠕变特性的有价值模型。     

兰州西固区SO2排放总量控制之研究

以复杂地形上的平流扩散模式和高斯扩散模式相结合计算城市大气污染传递函数和污染源的分担率，在此基础上，以ＳＯ２的年日平均浓度作为控制标准，提出了以Ａ－Ｐ控制为基础的区域总体优化的总量控制方案、计算了兰州西固区ＳＯ２的基础，平权，优化三种允许排放量及其相应的削减量。     

骨折愈合早期的细胞学变化——透射电镜观察

作者在透射电镜下观察了新西兰兔实验性骨折后一周的骨痂细胞学变化。本文描述了骨痂组织中间充质细胞、骨生成细胞、成纤维细胞、成软骨细胞和成骨细胞的超微结构特征,并对其在骨折愈合早期的作用问题进行了讨论。     

柴油机燃烧颗粒物的生成机理与排放特性研究

为了实现柴油机的清洁燃烧,有必要对柴油机燃烧颗粒物的生成机理和排放特性进行系统的研究。通过尾气排放检测仪测量,分析柴油机燃烧生成颗粒物的组分及其生成机理;通过台架试验,分析不同负荷下颗粒物的质量特性和粒径分布,对颗粒物在纯氮气和纯氧气下进行热重分析,得出如下结论:柴油机颗粒物的排放量和颗粒数量峰值对应的粒径均与负荷有关,均随负荷的增加呈先降低后升高的趋势;颗粒的挥发性与氧化性则与颗粒的粒径大小相关。     

金属材料内部裂纹高温愈合实验研究

给出对纯铜和４５号及８０号优质碳素钢;人部裂纹高温愈合处理的一些实验结果,研究表明：内部裂纹愈合过程中存在比较强烈的原子扩散迁移行为,钢中Ｆｅ原子更易于向裂纹愈合区扩散迁移;较长裂纹段的愈合可能依赖于一种分隔愈合机制。