【摘 要】
：
材料的硬度虽可通过实验获得，但一直没有严格地理论定义。长期以来，人们尝试通过各种方法计算材料的硬度，但一般都计算繁琐难以大规模地应用。我们采用第一性原理方法结合经典的材料弹塑性基本常量，推导了适用于脆性硬质材料的经验模型，可结合第一性原理计算进行高通量计算并能大规模应用。结合硬度模型，我们系统研究了系列硬质金属硼化物的结构相稳定和基本力学性质，设计新型超硬材料，解答了长期困扰的一些金属硼硬质合金的
【机 构】
：
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心
论文部分内容阅读
材料的硬度虽可通过实验获得，但一直没有严格地理论定义。长期以来，人们尝试通过各种方法计算材料的硬度，但一般都计算繁琐难以大规模地应用。我们采用第一性原理方法结合经典的材料弹塑性基本常量，推导了适用于脆性硬质材料的经验模型，可结合第一性原理计算进行高通量计算并能大规模应用。结合硬度模型，我们系统研究了系列硬质金属硼化物的结构相稳定和基本力学性质，设计新型超硬材料，解答了长期困扰的一些金属硼硬质合金的成分-结构-硬度性质关系，提出了可在常压合成的新型超硬候选材料。
其他文献
经过多年的探索与发展，磁约束核聚变研究目前开始进入实验堆建造与实验阶段。其中，偏滤器及包层第一壁作为直接面向等离子体的关键部件，正常运行时需要承受高温、高辐射热、高能中子辐照等复杂载荷。同时，由于实验堆采用脉冲运行模式，第一壁需不断承受反应堆周期性放电与等离子体相互作用，使得结构材料承受周期性荷载，特别是不同材料的连接界面，容易引起热疲劳问题。这种荷载与其它荷载(如高能中子辐照、机械载荷与电磁载荷
极端使役环境要求金属结构材料具有优异的综合性能.一般而言，纳米晶金属材料强度高，但热稳定性差，同时面临大规模制备的难题.通过界面的调制作用制备纳米多层复合金属材料是同时实现提高材料综合性能和大规模制备的重要途径.本研究通过叠加轧制法制备了单层10纳米的块体多层Cu-Nb复合板材.高分辨透射电子显微学研究发现，在经过如此大的塑性变形后绝大多数Cu-Nb界面形成了具有确定取向关系、原子级规则有序的稳定
相场方法已经成为模拟材料微观组织演化的一种重要且非常有效的方法。将凝固相场模拟与原位观察实验相结合，可以深刻揭示控制凝固组织演化的潜在物理机制。我们将Al-Cu合金定向凝固过程二维模拟与同步辐射X射线原位实时观察和相关的凝固理论进行了定量比较，验证了相场数值模拟的准确性。根据模拟和实验，研究和分析了定向凝固过程固液界面形貌演化规律，并在定向凝固初始过渡阶段发现了固液界面形貌由胞状或者树枝状向海藻状
电池材料的性能依赖于金属的吸附与扩散性质.我们通过一个简单的热力学模型，研究了碱金属在二维材料表面的吸附，阐明了晶格参数对吸附强度的影响.在此基础上，我们设计出一种新的电池负极材料B2S.同时，我们研究了固体电解质材料中缺陷对Li离子迁移率的影响.在最近实验合成的反尖晶石结构中具有大量的本征缺陷.第一性原理分子动力学模拟表明，这些本征缺陷可以促进Li离子扩散.这就为我们提供了一种增加有效空位浓度，
In recent years, the state-of-art first-principles computational approach has emerged as an effective tool to discover unknown topological properties in the existing materials.The ability to create an
本文基于小波变换，分析了弹道靶实验中超高速目标及等离子体尾迹的成像及其速度的时变特性。在传统快速Fourier变换方法的基础上，基于小波变换提出了一种用于获取被测对象时变图像的处理方法，将该方法应用于弹道靶超高速目标成像数据处理。基于小波变换方法得到模型尾迹的速度分布，与理论模型计算得到的速度分布进行了对比。结果 表明，该方法能够较好地反映被测对象的图像时变性质；多普勒频移计算得到的速度分布与理论
近期实验研究发现，聚合物在壁面原子级平坦的受限通道内，其空间位置分布呈现尺寸效应的影响，在特定的尺寸下会产生自清洁行为。对于限制在埃尺度狭缝内的PMMA分子，总自由能有两个主要贡献：与两个壁的粘附能和构型熵。前者倾向于将PMMA保持在内部而后者则在PMMA分子变平时增加总能量，因此将它们推出。在分子动力学模拟中很难对整个挤压过程进行建模，因为自清洁需要很长的时间尺度，正如实验中需要热退火来清洁范德
Using hybrid exchange-correlation functional in ab initio density functional theory calculations, we study magnetic properties and strain/doping effect on the electronic properties of a-graphyne monol
近年来,U型微纳结合通道在微流体混合领域的研究中得到了广泛的应用。本文利用数值仿真的方法分析了U型微纳结合通道的电动力学行为。解释了外加电压作用下通道内发生的离子浓度极化现象。通过不同电压下的速度对比得出了系统的流动特性,进一步研究了系统的最大速度以及最大流体剪切力与外加电压的关系。我们期望这些数值仿真的结果将有助于微纳结合通道在微流体混合以及其他领域更深入的应用。
世界范围内的水资源短缺使得海水淡化得到了快速的发展。本文通过对浓度为500mM的海水直接除盐数值仿真分析了一种基于离子浓差极化原理的新型海水淡化并行系统。在系统中由第二类电渗流所引起的非线性涡流所形成的泵效应是系统的主要驱动力。通过对系统中结构参数和工作参数对系统除盐效率的影响进行讨论，表明当选择合适参数时，在保证系统所得淡化水能够达到人类可饮用水标准的情况下，系统中水流流速也可得到明显提升，增加