钨晶界拉伸微观机制的分子动力学模拟研究

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:z1750691
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属钨材料因高熔点、高热导率、高密度等优点被广泛用于航天、军事、冶金、矿工等领域,同时钨作为优异的面向等离子体材料被用于核聚变托克马克装置。由于钨的韧脆转变温度高,因此在室温下难以塑性加工和组装,易发生脆化损伤现象。晶界可以显著改善铁、铜、金等金属材料的力学性能,同时研究表明不同类型的倾侧晶界和扭转晶界会影响钨材料的力学性能,因此进一步深入研究钨晶界的塑性形变特性对提高钨材料力学性能至关重要。再者由于缺乏对晶界塑性形变过程的实时原子尺度级别的实验观察,限制了钨晶界拉伸微观机制的研究。因此本文利用分子动力学方法(MD),研究了连续不同扭转角度的钨扭转晶界的拉伸性能,并对不同对称面的钨倾侧晶界拉伸性能的差异性进行探究,总结晶界对钨金属塑性形变的影响规律,最终从晶界工程角度对提高金属钨的可塑性提供指导作用。本文的主要研究内容如下:(1)分别对扭转轴为[001]、[110]、[111]的不同扭转角度的钨扭转晶界进行拉伸模拟,结果表明:不同的扭转角度对[001]扭转晶界的拉伸性能影响最大,对[110]与[111]的拉伸性能影响较小。这是由于钨[001]扭转晶界初始构型的正四边形位错网络随着扭转角度的增加而更加密集,并且呈现周期性变化。而钨[110]与[111]扭转晶界的位错网络仅出现在扭转角度小于等于15°时,故角度对钨[001]与[111]扭转晶界的拉伸性能影响较小。在所有扭转晶界中,[111]扭转晶界的晶界能最低,拉伸应力最大,具有高塑性的力学性能。这是由于[111]扭转晶界存在的正六边形位错网络在拉伸过程中更加稳定,更难以拉断。因此可以通过改变钨扭转晶界的扭转角度和晶向来提高钨材料的力学性能。(2)通过模拟不同对称面的钨Σ3[110]、Σ9[110]倾侧晶界拉伸过程,研究不同对称面的钨倾侧晶界拉伸微观机制以及不同的对称面对钨倾侧晶界的拉伸性能的影响。结果表明:对称面为(111)和(221)的钨倾侧晶界在晶界处直接断裂,在拉伸过程中无塑性变形区和结构相变的现象,展现出材料脆性的力学性能。对称面为(111)的钨Σ3[110]倾侧晶界有着最大的拉伸应力和最高的材料脆性。在对称面为(112)和(114)钨倾侧晶界中,在晶界处发生BCC到FCC的结构相变过程,伴随着相变区扩展出现了FCC孪晶带。因此对称面为(114)的钨Σ9[110]倾侧晶界有着较高的拉伸应力和更好的塑性形变能力。基于以上研究结果,可以通过改变钨倾侧晶界的对称面去优化钨材料的力学性能,为后续提高钨金属材料可塑性提供了理论基础。
其他文献
在21世纪,以人与自然的关系为核心的生态问题,已成为全球关注的焦点和热点。在这一背景下,运用现代生态学理论审视文学艺术具有重要意义,生态美学、生态哲学、生态文艺学等都在此过程中发挥着重要作用。其中,生态美学作为美学学科在当今时代的新发展,有着强盛的生命力和重要的现实意义。它以人的生态和生态系统作为研究对象,用一种生态式的思维和价值标准对审美现象和规律进行再认识,体现了对人的生命乃至宇宙万物的现实关
学位
20世纪80时代,随着改革开放与社会发展,中国文学在新形势下呈现多种形态的发展样貌,各种文学流派与文学风格竞相出现,形成一派百家争鸣、欣欣向荣的文坛景象。其中,先锋文学以其现代派的叙事形式掀起一轮文学实验。然而随着各位先锋作家在进入九十年代之后的纷纷转型,这场先锋烈火也逐渐熄灭。而河南作家墨白则从未熄灭手上的“先锋”火把,在他创作的这二十余年中,他始终坚守在先锋阵地上,不断探索新的叙事手法,并且吸
学位
在信息时代和新媒体不断发展的背景下,媒介素养成为语文素养内涵的延伸。高中语文课程标准中的“思维发展与提升”“跨媒介阅读与交流”“思辨性阅读与表达”等,都与媒介素养不谋而合。无论是以课程标准为纲领,还是从为社会培养合格公民出发,通过高中语文教学提升媒介素养都具有其可行性与必要性。解读最新的课程标准发现,媒介素养与其在内容、目标和学习情境上存在交集。总结二者的关系,可大致理解为:语文课堂教学是媒介素养
学位
张调元,河南郑州贾鲁河村人,生于乾隆四十九年。从小跟随祖父学习四书五经,是儒学的传承人,其一生勤于治学、笔耕不辍,著述颇丰,主要有《京澳纂闻》《佩渠前后集》《佩渠随笔》等著作。从这些著作中我们可以看到张调元治学的严谨、知识的渊博以及“为生民立命,为往圣继绝学”的赤诚之心。《佩渠前后集》收录其文章,同时融汇汉学、宋学之精髓思想,经世致用、辞采斐然。《京澳纂闻》中多有关于中原人物、地理、名物的考证,对
学位
跨学科项目式学习可以引导学生在深入学习和探究的基础上进行学科知识与真实世界的整合、个体经验和学科新知的链接。初中英语跨学科项目式学习应以驱动问题开启,进而将其拆解为不同但有关联的子问题,并在每一个子问题下将不同学科的知识进行链接和整合,设计指向学生跨学科核心素养培养的活动。在这一过程中,教师应采用学生自我反思、学生互评和教师评价相结合的方式对过程和最终产品进行评价,发挥评价的激励和改进功能。
期刊
初中写作教学在学生的整个中学写作生涯中扮演着入门者的角色,教师的写作教学理论素养和教学质量直接关乎学生写作水平的高低,其重要地位毋庸置疑。然而,当下写作教学现状却不容乐观,教师的“教法”和学生的“写法”均存在问题,教师和学生在主观上都能认识到写作的重要性,却苦于没有科学合理的方法指导。常言道:理论是行为的先行者。若要提高教学质量和学生的写作能力,首先要提升教师的写作理论素养。朱自清先生有着29年的
学位
为缓解当今日益枯竭的化石能源和日趋严重的污染带来的压力,寻求新型清洁能源和提高能源转换效率成为众多科研工作者的研究课题。热电材料可以将废热直接转换为电能,有利于提高能源转换效率,因而引起了人们对其原子结构、宏观性质、原子结构与宏观性质的关系以及应用等方面的关注。我们一般用热电优值(ZT)来表征热电性能,高效的转换效率需要良好的电输运性能和低热导率。人们发现,如石墨烯、六方氮化硼、黑磷等二维(2D)
学位
随着我国对新能源领域的大力发展,从便携式3C电子产品到电动汽车EV甚至于如今的航空航天和国防等领域都对锂离子电池的各项电化学性能以及安全性提出了更高的要求。因此,成本低、能量密度高、倍率性能好并且绿色环保的高镍三元层状材料成为了研究热点之一。但是,高镍三元层状材料存在着以下不足:第一,随着材料中镍元素的增多,阳离子(Li+/Ni2+)混排的趋势增大,会引起材料从有序层状相转变为无序层状相甚至于岩盐
学位
半导体量子点具有稳定性好、量子产率高、发射光谱范围窄和尺寸可调等优点,在物理、化学、生物医学,以及材料学等众多研究领域中引起了人们的广泛关注。量子点优异的光学和电学特性,使其在光电探测、光催化、单光子源、单分子标记和追踪等方面具有广阔的应用前景。但是,由于单颗粒量子点的荧光发射存在严重的闪烁行为,所以极大的限制了其在单光子源以及单分子追踪领域的应用。近些年尽管人们投入了大量的精力不断的对量子点的闪
学位
分析我国进口零售跨境电商贸易的现状和监管状况,探究海关在执行监管过程中存在的跨境电商法律法规建设滞后、监管系统设计尚不完善、海关关员素质有待提高等问题。在进一步探究其原因的基础上提出夯实法治基础,制定完备的跨境电商监管法律法规体系;完善监管系统,明确规范跨境电商监管的执法流程及操作标准;建设专业素质过硬,思想道德高尚的海关监管人才队伍,提高海关服务水平等改进建议。
期刊