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1.
为了描述由纳晶基体和粗晶颗粒组成的纳晶双峰材料的断裂韧性,通过建立一个粘聚力模型来研究纳晶双峰材料的临界应力强度因子K_(IC)(表征材料断裂韧性)。考虑到纳晶双峰材料的一个典型情况:裂纹位于2个纳晶颗粒的交界面处,裂纹尖端与粗晶粒的晶界相交,假设粘聚区的尺寸等于纳晶颗粒的尺寸d。裂纹的钝化和扩展过程受位错和粘聚力的共同影响,刃型位错是从粘聚力裂纹的尖端发射,该过程对裂纹产生屏蔽效应。模型计算结果显示:当粗晶颗粒尺寸D确定时,K_(IC)随着纳晶材料晶粒尺寸d的增大而增大;当纳晶材料晶粒尺寸d确定时,K_(IC)随着粗晶材料晶粒尺寸D的增大而增大;相对于纳晶颗粒的尺寸,断裂韧性对粗晶晶粒的尺寸更加敏感。  相似文献   
2.
采用热压烧结法制备了具有双峰结构的纳晶Cu-Ag复合材料和纳晶Cu金属材料,采用激光法测定了试样在不同温度(200~400 K)下的热导率。测量结果显示,2种纳晶金属材料热导率随晶粒尺寸的增加而增加,并且随温度的降低而减小。在300 K下平均晶粒尺寸为150 nm的纳晶Cu-Ag双峰材料试样的热导率为163.45 W/m·K,分别占粗晶Cu和粗晶Ag的40.7%和38.1%。本研究引入并改进了卡皮查热阻理论模型对试样热导率进行了数值计算,计算结果与实验数据基本一致,纳晶Cu-Ag双峰材料热导率明显低于单晶Cu/Ag块体,纳晶金属材料热导率随着晶粒尺寸的增加而增加,验证了纳晶Cu-Ag双峰材料热导率在一定的晶粒尺寸范围内具有尺寸效应。  相似文献   
3.
建立了一个描述在纳晶材料中特殊旋转变形对裂纹钝化的影响的晶粒相关理论模型。特殊旋转变形由裂纹尖端的应力集中来驱动。由于特殊旋转变形导致临界裂纹强度因子增加,从而达到裂纹的钝化作用。计算了裂纹强度因子与晶粒尺寸的关系,结果显示由于晶粒的特殊旋转变形,使临界裂纹强度因子最大增加到50%。  相似文献   
4.
为了对实验观察到的纳晶Cu的高强度、高塑性给予合理的解释,建立了包含2种晶粒的材料模型:最细小晶粒(2~4 nm)和普通纳晶晶粒(20~100 nm).最细小晶粒可以看作普通纳晶晶粒的三晶交组成部分,普通纳晶晶粒由晶界影响区和晶内相组成.接着,分别建立晶界影响区和晶内相变形的本构方程.与文献实验结果进行了对比并获得了一致的结果.详细分析了最细小晶粒对于纳晶材料位错堆积能力和塑性的影响,证明其存在是材料高强度高塑性的成因.  相似文献   
5.
为了探究晶界几何结构对纳晶ZnO材料导热性能的影响,将晶界表面抽象出几种典型几何形状,深入讨论了晶界表面粗糙度的计算以及声子入射角对镜面反射率的影响,改进了晶界镜面反射率的计算模型。采用PhonTS软件,用迭代法求解玻尔兹曼输运方程模拟计算得到了纳晶ZnO晶格热导率。基于分子动力学理论计算了ZnO完美材料的热导率,分析了镜面反射率、声子入射角、晶粒尺寸等因素对热导率的影响。结果表明:晶界表面粗糙度的减小或声子入射角的增大会使晶界镜面反射率增大;声子在晶界发生镜面反射不会产生热阻,纳晶材料的热导率会随着镜面反射率的增大而增大;纳晶ZnO材料的热导率表现出强烈的尺寸效应,尺寸效应随着晶粒尺寸的增大而减小。  相似文献   
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