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1.
Wei-Hao Chen Chia-Yueh Chou Bao-Jhen Li Shao-Liang Cheng Cheng-Yi Liu 《Journal of the American Ceramic Society》2021,104(12):6579-6588
Columnar wurtzite grains were formed in sputtered ZnO thin films deposited on a plastic polyethylene terephthalate substrate. Selected-area diffraction patterns reveal that the columnar grains in the sputtered films present two preferred growth planes, namely, the basal (0002) and prismatic (100) growth planes. The diffraction patterns obtained also confirm that the microstructure of sputtered indium tin oxide thin films is amorphous in nature. Tensile tests indicate that the fracture strain of the ZnO thin film occurs between 1.73% and 2.14%, while the fracture strain of the indium tin oxide thin film occurs between 0.24% and 0.67%. Thus, the fracture toughness of the sputtered ZnO thin film is greater than that of the sputtered indium tin oxide thin film. High-resolution transmission electron microscopic images demonstrate that edge and screw dislocations could be identified in the sputtered ZnO thin films. Moreover, edge and screw dislocation movements may, respectively, be observed in the basal- and prismatic-oriented ZnO columnar grains of the sputtered ZnO thin films. Our results indicate that movements of the edge and screw dislocations in the basal- and prismatic-oriented ZnO columnar grains account for the plastic deformation of the investigated ZnO thin films under tensile stress. 相似文献
2.
Chao Ye Qing Chang Penghui Lei Wenhui Dong Qing Peng 《Journal of the American Ceramic Society》2022,105(9):5921-5928
Ti3SiC2 samples were irradiated by a 6-MeV Si+ ion to a fluence of 2 1016 Si+ ions/cm2 at 300°C followed by annealing at 900°C for 5 h. A transmission electron microscope was used to characterize microstructural evolution. The phase of Ti3SiC2 transformed from the hexagonal close-packed (HCP) to a face-centered cubic structure after irradiation. Hexagonal screw dislocation networks were identified at the deepest position of the irradiated area, which are the products of dislocations reactions. After annealing, the irradiated region has reverted to the original HCP structure. High-density cavities and stacking faults were formed along the basal planes. In addition, ripplocations have been observed in the irradiated region in the Ti3SiC2 sample after annealing. Our insights into the formation processes and corresponding mechanisms of these defect structures might be helpful in the material design of advanced irradiation tolerance materials. 相似文献
3.
辐照硬化是金属材料的辐照效应之一,开展辐照硬化机理研究有助于设计可靠的反应堆结构材料。辐照产生的缺陷会对位错运动造成阻碍,被认为是辐照硬化的主要原因。近年来快速发展的位错动力学模拟方法为材料的微观组织变化和宏观力学性能之间建立起了桥梁,被广泛用于辐照硬化机理研究。对于一些辐照缺陷如位错环和层错四面体,位错动力学软件已能模拟它们对位错网络演化以及宏观力学响应的影响,使辐照硬化的定量预测成为可能。本文从位错动力学模型、不同类型辐照缺陷硬化效应的位错动力学模拟以及辐照硬化理论模型发展三个方面,综述了辐照硬化位错动力学模拟的研究进展,并展望该研究领域的主要科学问题。 相似文献
4.
目的 从微观角度实现对微机电系统中微器件局部接触区域弹塑性演化过程和原子迁移演变规律的探寻.方法 运用经典分子动力学法,基于EAM和Morse混合势函数,对硬质金刚石探头与软质金属铜基底展开纳米压痕接触特性研究.结果 纳米压痕中位错环构型生成与演变有规可循,位错环在受载荷影响时,有着4个演变阶段,即位错环萌芽期→生长期→繁衍期→维持期.当载荷达到一定程度时,压痕中铜基质内密排六方结构的HCP容易与附近类似结构发生关联耦合效应,产生刃型位错和形成螺旋式位错结构,随后以脱落方式构成棱柱形位错结构,并向基底底部发射.另外,整个纳米压痕中,铜基质亚表面损伤最为严重,探头与基底接触区域两侧的位错环迁移处应力较集中.结论 纳米接触中铜基质内位错环出现与演变过程,是衡量局部接触塑性变形强弱程度的重要依据和非接触区域损伤程度的内在表现.此次研究结果对细观尺度接触变形行为有着深层次认识,也对纳尺度设计出优异摩擦学性能的微结构有着重要借鉴作用. 相似文献
5.
综述了锆及锆合金剧烈塑性变形(SPD)后性能变化的研究进展,系统阐述了锆及锆合金经剧烈塑性变形后显微硬度、拉伸/压缩性能、高低周疲劳性能,重点介绍了SPD技术在纯锆、Zr-Nb系合金中的应用。经过剧烈塑性变形后,锆及锆合金的抗拉强度及屈服强度均显著提升,但依据剧烈塑性成形轨迹、合金成分、第二相分布、热处理制度不同,其提升程度存在一定的差别。位错滑移是锆及锆合金高周疲劳的主要损伤机制,位错运动(包括位错滑移及位错攀移)是锆及锆合金低周疲劳的主要损伤机制。文章最后指出现阶段锆及锆合金SPD技术的发展趋势及应用前景。 相似文献
6.
内张钢圈作为传统的管片加固方法,用以应对盾构隧道处于不良工况下出现的结构破坏和变形过大等问题。在考虑环间力的作用下,运用MIDAS GTS NX对三环盾构管片进行精细化模拟,从管片的累计横向变形、错台以及构件塑性发展情况等方面衡量内张钢圈的加固效果。研究结果表明,管片的最大变形出现在腰部,加固后管片的累计横向变形可减小50%,管片整体未进入塑性状态;管片的最大错台出现在中环邻接块和标准块的接缝处,加固后最大错台大幅减小;内张钢圈加固法可延缓管片构件进入塑性和破坏状态,且有效降低环间作用力对中环管片的影响。 相似文献
7.
8.
Molecular statics was employed to simulate interaction between screw dislocation and twin boundaries (TB) in hexagonal close-packed zirconium. In the moving TB model, the interaction of a moving
TB with a static
screw dislocation was investigated. Twinning dislocation (TD) nucleation and movement play an important role in the interaction. The screw dislocation passes through the moving TB and changes to a basal one with a wide core. In the moving dislocation model, a moving
dislocation passes through the TB, converting into a basal one containing two partial dislocations and an extremely short stacking fault. If the TB changes to the
one, the moving
prismatic screw dislocation can be absorbed by the static TB and dissociated into two TDs on the TB. Along with the stress–strain relationship, results reveal the complicated mechanisms of interactions between the dislocation and TBs. 相似文献
9.
Due to thermal expansion mismatch between reinforcing particles and matrix, thermal induced dislocations are generated in metal matrix nanocomposites (MMNCs) during cooling down from the processing temperature. These dislocations have been identified as an important strengthening mechanism in particulate-reinforced MMNCs. In this study, the development of thermal residual stresses and thermal induced dislocations in MMNCs are predicted using discrete dislocation simulation, assuming the whole material is under uniform temperature change. Shear deformation is applied after the composites are cooled down to room temperature and the influence of thermal residual stresses and thermal generated dislocation on the overall response of particulate-reinforced MMNCs are investigated. The results show that the thermal residual stresses are high enough to generate dislocations and the dislocation density is higher in the interfacial region than the rest of the matrix. The predicted mechanical behavior of the MMNCs matches the experimental results better when thermal residual stresses are included in the simulations. 相似文献
10.
本文基于分子动力学模拟,通过研究钛单晶纳米柱在拉伸和压缩下的力学响应特征及晶体结构演化行为,揭示其塑性变形机制。结果表明沿[0001]晶向拉伸条件下主要塑性变形机制为伴生的{101 ?2}孪晶和基面层错;而沿[0001]晶向压缩条件下,基面位错作为优先形核的缺陷参与到塑性变形过程,随后锥面位错出现并协调了轴向和横向变形,压缩条件下无孪晶产生。拉伸模拟过程中观察到一种有别于传统孪生的晶体再取向现象,其孪晶与基体间呈现基面/柱面对应关系。 相似文献