Al薄膜纳米压痕过程的多尺度模拟

采用多尺度准连续介质法分别模拟无缺陷和具有初始缺陷两种状态下,单晶Al薄膜纳米压痕初始塑性变形过程,得到载荷-位移响应曲线和应变能-位移变化曲线.研究了初始缺陷对纳米压痕过程中位错形核与发射、Peierls应力以及位错发射.临界载荷的影响.结果表明,在整个纳米压痕过程中出现了多次位错形核与发射现象,初始缺陷对第1和第3对位错的形核与发射影响较小,而对第2对位错的形核与发射具有明显的推迟作用,并伴随有裂纹扩展现象;由于初始缺陷引起薄膜材料内部严重的晶格畸变,导致系统应变能和位错运动的Peierls应力增加;裂纹扩展前,发射第2对位错需要的临界载荷增加,裂纹失稳后,位错发射需要的临界载荷下降.模拟获得的纳米硬度和Peierls应力与实验结果吻合.     

利用纳米压入加载曲线确定金属薄膜的屈服强度和硬化指数 Ⅱ.实验及验证

通过比较实测与计算所得整体材料纳米压入加载曲线及Berkovich压头的面积函数,对已建立的Berkovich压头绝对钝化量的确定方法进行了实验验证在此基础上,测定了蒸发恢制在Si单晶上三种不同膜厚Al膜的屈服强度和硬化指数,并与拉伸分离法获得的结果进行了比较结果表明,利用纳米压入加载曲线确定陶瓷基体上金属薄膜基本力学性能的方法是可行的．     

用球滚接触疲劳法评定硬质薄膜的结合强度

采用滚动接触疲劳法对气相沉积硬质薄膜的结合强度进行了研究。结果表明,反映膜基结合强度的力学参量为界面最大剪应力幅。采用数值计算的方法,可以定量得到膜基界面处的应力分布。     

测定金属薄膜屈服强度的纳米压入法研究

利用有限元数值分析方法,对球形刚性压头压入由金属膜与硅基体组成的膜－基体系的加载过程进行了模拟计算。建立了薄膜硬化指数同载荷－位移曲线的特征值, 服强度,硬化指数及扬氏模量同最大压入载荷间的关系。据此,可由纳米压入仪实测所得载荷－位移曲线的特征值与最大压入载荷,确定金属薄膜材料的应变硬化指数和屈服强度。     

NUMERICAL SIMULATION FOR MEASURING ATMOSPHERE CARBON POTENTIAL BY ELECTRIC RESISTANCE METHOD

1.IntroductionThebajsicprincipleofelectricresistancemethod(hot-wiremethod)isthattheresistivityofac--Feisindirectproportiontoitscarboncontentwheninthehightemperatureiso-phaseAustatine.Inpractical,apieceofwire(normallyit'sdiameterislessthan0.3mm)isusedassensortomeasureatmospherecarbonpotential.Buttheresistancevalueofthewiredoesnotdirectlyreflecttheatmospherecarbonpotentialbuttheaveragecarboncontentofthewire,sothat,therelationshipbetweenaveragecarboncontentofthewireandatmospherecarbonpotentialbe…     

用薄膜内耗仪测定薄膜应力

采用一种新的薄膜内耗仪观测Ni50Ti50薄膜样品的形变(薄膜形变造成薄膜与载膜硅片之间的界面应力)随温度或其它环境参量的变化．同步测量了薄膜的内耗、动态模量、薄膜应力以及Ni50Ti50薄膜的相变过程。     

薄膜厚度的电子探针测量软件与应用

利用Ｓｅｗｅｌｌ的Ｘ射线激发深度公式建立起用电子探针测量有衬底纯元素薄膜厚度的应用软件，测量了Ｔｉ，Ｃｕ，Ｍｏ等四种厚度的薄膜标准的质量厚度，并对测量误差进行分析，最后给出了各纯元素薄膜厚度的测量下限。     

利用纳米压入加载曲线确定金属薄膜的屈服强度和硬化指数 Ⅰ.数值模拟

针对纳米压入仪上普遍使用Berkovich三棱锥压头,本文分别考虑理想与纯化两种压头尖端几何情况,并使用三维弹塑性大应变有限元分析软件ABAQUS,对沉积在陶瓷基体上金属薄膜的纳米压入加载过程进行模拟计算,建立了膜、基材料基本力学性能参量及压头相对钝化量同纳米区入加载曲线间的函数关系,进而提出了利用纳米压入仪测得的连续压入加载曲线确定陶瓷基体上金属薄膜屈服强度和硬化指数的一般方法     

板料成形数值模拟进展

在给出板料成形的典型成形过程、物理过程与力学模型的基础上，评述了板料成形数值模拟的发展历史和最新进展，包括成形过程与成形缺陷模拟发展，常用材料模型与壳体模型，接触摩擦处理及汽车覆盖件成形应用，文末指出了该领域的发展趋势。     

薄液层下金属腐蚀行为研究方法的进展

综述了近几十年来薄液层下金属腐蚀行为研究方法的进展,重点介绍了薄液层下金属腐蚀的电化学研究方法,尤其是大气腐蚀监测仪、微电极技术和Kelvin 探针参比电极技术在该领域的应用和主要优缺点.同时简要介绍了薄液层下金属腐蚀行为研究的关键实验技术,并展望了薄液层下金属腐蚀研究方法的发展趋势.     

QUASICONTINUUM METHOD SIMULATION OF THE INITIAL PLASTIC DEFORMATION OF SINGLE CRYSTAL Cu IN NANOINDENTATION

采用准连续介质方法模拟了纳米压痕实验中单晶Cu初始塑性变形过程. 采用3种不同宽度的纳米尺度压头, 得到了载荷-压痕位移关系曲线, 确定了 3种不同宽度压痕下位错发射的临界载荷. 临界载荷的大小与能量理论的预测结果基本一致. 通过对压头下方位移场的分析, 揭示了加载过程中位错形核的力学特征和微观结构特征; 得到了压头下方几何必需位错密度增加的一般规律. 定性地分析了卸载过程中位错的运动与湮灭.     

基于全量理论的金属体积成形多步数值模拟

运用一种基于全量理论的多步有限元方法计算分析了金属体积成形过程.该方法针对刚塑性不可压缩材料,在静力平衡条件下以约束变分原理通过最小化近似塑性势能进行有限元求解.多步模拟在各中间构形的虚拟滑动约束下沿变形路径进行分步迭代计算,考虑了接触和变形历史,能够快速模拟较复杂的体积成形问题.运用该方法对几个典型金属体积成形过程进行了正向一步和多步数值模拟,将计算结果与增量有限元法计算结果进行了比较.结果表明:在计算金属体积成形过程中,基于全量理论的多步有限元模拟能够在大大缩短计算时间的同时获得与增量法计算结果相比偏差小于10%的计算结果.     

NUMERICAL SIMULATION OF STRESS-STRAIN DISTRIBUTIONS FOR WELD METAL SOLIDIFICATION CRACKING IN STAINLESS STEEL

1.ItisknownthatweldsolidificationcrackingresultsfromthecompetitionbetweentheInaterialresistancetOcrackingandthemechAncaldrivingforceinthecon-rseofsolidificationOfweldmetal['--sJ.Essentially,weldmetalsolidificationcrackoccurswhenthemechanicaldrivingforceexceedsthematerialresistance.ThedrivingforceisthemechanicaltensilestainthatisdevelOPedinthetrailOfaweldPOolduetOweldmetalsolidificationshrinkage,thennalcontractionoftheparentmetalandtheexternalrestraintoftheweldedstructure.HoWever,analyzing…     

TEXTURE DETERMINATION OF THIN FILM ZrO_2 BY ELECTRON DIFFRACTION

A method for semi-quantitative determination of thin film texture using electron diffrac-tion is described.The texture state of a zirconia thin film with a cubic structure hasbeen determined in this way and is presented as an example.     

利用电子衍射照片确定ZrO2薄膜的织构状态

阐述了一种利用电子衍射照片半定量地确定薄膜织构状态的原理和方法,并确定了立方ZrO_2薄膜的织构状态.     

板料成形回弹模拟

本文阐述了板料成形数值模拟中回弹问题的研究历史和发展现状, 总结了回弹模拟的算法, 从成形过程模拟和回弹计算两方面系统分析了影响回弹模拟准确性和收敛性的主要因素及改进方向, 并进一步讨论了模具设计中回弹的补偿算法。     

板料成形回弹模拟

本文阐述了板料成形数值模拟中回弹问题的研究历史和发展现状, 总结了回弹模拟的算法, 从成形过程模拟和回弹计算两方面系统分析了影响回弹模拟准确性和收敛性的主要因素及改进方向, 并进一步讨论了模具设计中回弹的补偿算法。     

薄层液膜下金属电化学腐蚀电池的设计

设计了一种研究金属在薄层液膜下电化学行为的三电极腐蚀电池.该电池在降低研究电极和参比电极之间IR的同时消除了参比电极中离子对薄层液膜的污染,并且易于操作.通过稳态极化曲线和交流阻抗技术研究了该电池在薄层液膜下和在大量电解质溶液中的电化学行为,证明了该电池适合研究金属在大气中的电化学腐蚀行为.     

用有限元逆算法计算板料成形毛坯形状和应变分布

针对传统的毛坯展开方法所存在的问题 ,本文采用形变理论并利用理想形变的假设 ,导出用于板料成形设计的逆算法。理想形变假设认为变形是在整体塑性功取得相对极值的条件下得到的 ,文中给出了理想形变的数学公式和有限元表达。将此数值方法的结果与实验数据对照 ,得到了满意的结果     

基于准连续介质法预测薄膜材料纳米硬度和弹性模量

采用准连续介质法模拟了单晶Al和单晶Cu纳米压痕实验中的初始塑性变形过程,获得了压头在不同压深下的加载和卸载曲线.在计算得到的载荷-压深曲线基础上,根据Oliver-Pharr法计算了薄膜材料的接触刚度、纳米硬度和弹性模量,并与相关文献的实验结果进行了比较.研究表明,接触刚度-位移曲线呈线性关系;纳米硬度测量中存在尺寸效应,而在弹性模量测量中却不存在尺寸效应.单晶Al和单晶Cu纳米硬度和弹性模量计算值分别为(0.584±0.013)和(84.088±0.332)GPa,(0.755±0.027)和(131.833±4.449)GPa.预测值与实验结果吻合,表明使用该方法预测薄膜材料的纳米硬度和弹性模量是可行的.