纳米孪晶铜力学性能和尺度效应的研究

采用基于机制的应变梯度塑性的传统理论(CMSG),对具有不同尺寸的铜纳米晶粒及孪晶的应力-应变关系进行了有限元模拟.在分析中提出了孪晶薄层强化带的概念并用粘聚力模型模拟晶界的滑移和分离现象,给出了在单向拉伸条件下不同厚度孪晶薄层和不同材料参数对孪晶铜总体应力-应变关系的影响,同时也给出了晶粒中孪晶薄层取向分布对孪晶铜应力-应变关系的影响.数值模拟结果显示:随着晶粒尺寸和孪晶薄层间距的减小,应变梯度效应逐渐增强,材料强化效果越明显;孪晶薄层的取向分布对材料整体的力学性能有较大影响,并且随着晶粒及孪晶薄层间距的减小,孪晶薄层取向的影响也越来越小.最后,有限元计算结果与实验数据进行了对比分析.     

亚微米活化Mo-15Cu合金晶间反应机制（英文）

为了研究具有亚微米组分的钼铜粉末烧结时的晶间反应机制,采用亚微米活化层法制备了一种具备晶间反应层的钼铜复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM),对Mo-15Cu合金组织形貌、连接和结构特征进行了表征。研究了亚微米活化层对钼铜复合材料晶间反应的影响。结果表明,添加8%(质量分数)亚微米粉,可形成厚度约0.5μm纳米活化层。Mo亚微米颗粒通过流动、扩散,改变晶间反应机制,形成了真正意义上的晶间反应层,厚度约为5 nm,实现了冶金结合。     

纳米孪晶与Fe掺杂对SLM-Al力学性能影响的分子动力学模拟

通过分子动力学方法研究了不同晶态、孪晶界间距以及Fe掺杂对选区激光熔化(selective laser melting, SLM)铝力学性能的影响。结果表明，纳米孪晶对不同晶态以及是否掺杂了Fe元素的铝的强化效果具有较大的差异。在不同晶态铝中插入纳米孪晶，可以提高单晶铝的抗拉强度，但降低了等轴晶和柱状晶铝的抗拉强度。其中，柱状晶的力学性能对孪晶最敏感，抗拉强度受到影响程度最大。孪晶界间距(λ)对柱状晶铝强度的影响存在临界值(2.8nm)，当λ小于2.8 nm时，柱状孪晶铝的抗拉强度随着λ增加而减小，当λ大于2.8 nm时，柱状孪晶铝的抗拉强度随着λ增加而逐渐增加，直到接近无孪晶柱状铝的强度。与不同晶态孪晶铝的强度相比，掺杂5at%Fe的不同晶态孪晶铝的强度更大，且柱状孪晶Al-5%Fe的强化效果最好，表明合理控制Fe含量和纳米孪晶形态，有望改善SLM铝的力学性能。