导读:本文包含了体心立方金属论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:立方,金属,塑性,原位,各向异性,晶粒,尺寸。
体心立方金属论文文献综述
王立华,韦如建,方云义,罗俊锋,陈艳辉[1]（2019）在《面心立方金属纳米材料变形机制研究进展》一文中研究指出与传统块体金属材料相比,纳米金属材料具有更加优异的力学性能.而材料外在的力学性能与材料在外力作用下的原子尺度显微结构变化直接相关.研究金属材料在应力下结构演化的原子机制,建立一个清晰的原子尺度下微观结构演变的物理图像,是高性能材料设计和优化的重要基础.主要介绍近年来面心立方纳米金属变形机理研究上取得的主要进展.首先,对各种研究金属纳米材料变形机制的实验方法进行一个简单的介绍;然后,对多晶和单晶金属纳米材料的尺寸效应以及变形机制的研究进行总结;最后,归纳纳米金属材料与块体金属材料塑性变形模式的不同,并对未来面临的挑战做简要的展望.(本文来源于《北京工业大学学报》期刊2019年11期）
王倩男[2]（2019）在《体心立方金属纳米线变形行为的原位电镜研究》一文中研究指出体心立方(BCC)金属纳米线凭借其超高的机械强度和优异的耐高温、耐辐照性能,成为搭建苛刻环境服役的微纳器件过程中不可或缺的结构单元。然而,相比于面心立方(FCC)金属,受本征晶体对称关系和缺陷结构的影响,BCC金属的力学行为往往表现出更为复杂的微观特征。且随着晶体特征尺寸减小至几十纳米,显着的体积效应和表面效应,使得控制小尺寸BCC金属塑性变形的载体发生了较大的改变。近年来,借助原位实验技术和分子动力学模拟(MD)方法,研究人员逐渐开始对纳米尺度下BCC金属的变形行为进行全面的探索。但是,相比于FCC纳米金属变形机制研究成果的系统性,迄今为止,BCC金属纳米线变形机制的研究很大程度上仍停留在理论模拟阶段。本文结合独特的纳米线原位制备技术和先进的原位力学实验手段,深入研究了纳米尺度下BCC金属铌(Nb)和钨(W)的塑性变形行为,从原子尺度解析了不同力学加载过程中晶体结构的动态演化规律,多角度讨论了相变、孪生和位错机制对BCC金属纳米线力学行为的影响。具体包括以下几个方面:1.发现了Nb纳米线中取向转动协调的超塑性变形行为。利用高分辨成像分析技术,通过追踪变形过程中晶体结构的动态演变,直观揭示了拉应变作用下Nb纳米线的超塑性变形行为及其微观机制。研究结果表明:高应力状态下,借助FCC亚稳相的形成,Nb纳米线实现了[100]BCC-[110]FCC-[111]BCC的连续取向调整;而变形孪生和位错诱导晶体转动的发生则使得Nb纳米线围绕其[111]晶带轴发生了不同角度的旋转。在同一根Nb纳米线的拉伸变形过程中,相变、孪生和位错行为的相继发生使得纳米线发生了5次以上的取向转动;而晶体取向转动引发的拉伸轴方向调整又进一步促进了不同变形机制的启动;最终,通过多重变形机制的协同作用,Nb纳米线实现了高达269%的超塑性变形。基于原子尺度观察和统计性原位力学测试,本文不仅深入分析了BCC-Nb拉伸变形过程中亚稳相、孪晶和位错的形核与扩展过程,还首次验证了Nb纳米线的超塑性来源于连续取向调整过程中多重变形机制的协同作用,为BCC金属纳米线力学性能的优化提供了一个全新的思路。2.揭示了BCC金属纳米线的反孪生变形行为及其尺寸依赖性。以原位制备的W、Nb纳米线为模型材料,通过对比不同加载取向及加载模式下缺陷结构的形成与演化过程,首次发现了 BCC金属的反孪生变形行为。对于BCC晶体而言,孪晶的形成通常是由相邻{112}孪晶面上次第发生的[111]正向剪切所导致;当剪切方向由[111]变为[111]时,孪生位错运动的阻力将显着增加,因此,早期研究并不认为BCC金属中存在反孪生变形行为。然而,原位力学测试表明[110]-W、[111]-W和[121]-Nb纳米线的拉伸变形中均可发生相类似的反孪生变形行为,从实验上首次证实了反孪生的存在。此外,相较于20 nm-W纳米线[110]拉伸加载下的反孪生变形行为,同样变形条件下45 nm-W纳米线的塑性变形则由位错所控制,表明了BCC金属的反孪生变形具有很强的尺寸依赖性。BC C金属纳米线的反孪生变形行为及其尺寸依赖性的发现不仅推进了尺寸效应影响下BCC金属中反常塑性变形行为的系统性研究,还进一步引发了人们对传统BCC结构中孪生-反孪生非对称模型的重新思考。3.阐释了加载方式对W纳米线变形机制的影响。为了考察复杂应力状态下BCC金属纳米线的塑性变形行为,揭示不同载荷模式对塑性变形机制的影响,本文通过精确调控外力加载方向与纳米线轴向之间的夹角,系统研究了单轴和复杂应力状态下<112>-W纳米线的塑性变形行为。研究结果表明:单轴加载时,W纳米线的塑性变形由位错机制所主导。然而,当载荷模式转至拉伸与弯曲复合加载时,变形孪生取代了位错滑移成为控制W纳米线塑性变形的主要机制。而结合不同加载轴偏转角度下滑移和孪生系统取向因子的计算可知:复杂应力状态下位错和孪生的竞争过程中最大分切应力的分布起到了决定性的作用。此外,特定[110]带轴的高分辨成像分析进一步揭示了复杂应力作用下台阶型孪晶界面的产生。与常规{112}平直孪晶界相比,这类孪晶界由许多离散的{112}原子台阶组成,而其沿着<111>带轴的投影却会呈现出单一{110}晶面的特征。这一发现为BCC晶体孪晶结构的精确解析提供了非常重要的实验依据。本文从原子尺度解析了BCC-FCC-BCC相变、孪生、反孪生、位错滑移这四种不同塑性机制作用下BCC金属纳米线中缺陷结构的演化规律,深入分析了加载方式、纳米线取向及晶体尺寸等因素对BCC纳米线塑性变形行为的影响,进一步拓展了学术界对纳米BCC金属力学行为的认识,为探索微尺度下BCC金属的塑性变形行为提供了新的思路。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-04-25）
江彬彬,杜奎,叶恒强[3]（2019）在《体心立方金属铌中小角度晶界分解的原位电子显微学表征》一文中研究指出本文利用像差校正透射电子显微镜研究了体心立方金属铌中的小角度晶界,并结合原位拉伸实验技术对其在拉伸加载过程中的变形行为进行观察。结果表明,在铌金属中的小角度晶界为非对称倾转晶界,由1/2[111]和1/2[111]两种类型的全位错构成。加载过程中该小角度晶界上的位错向外滑移,并最终导致了小角度晶界的分解消失。(本文来源于《电子显微学报》期刊2019年02期）
杜浩,倪玉山[4]（2018）在《体心立方金属钨Ⅱ型微观裂纹的多尺度模拟研究》一文中研究指出采取多尺度准连续介质计算模拟方法(quasi-continuum method, QC),对纳米量级体心立方(body-centered-cubic,bcc)金属钨Ⅱ型裂纹尖端缺陷生成和破坏过程进行计算模拟,得到系统的载荷位移曲线,以及加载过程中裂纹尖端原子位移图像。凭借QC方法的原子精确和较高的计算效率,共观察到了裂纹尖端5次全位错形核和发射现象。模拟结果表明,宏观载荷位移曲线各突降点对应的微观本质是裂纹尖端位错的形核和发射;位错的运动具有不连续性和周期性等特点;位错数量不断增加和快速运动最终导致Ⅱ型裂纹开裂和破坏。根据模拟结果,定量化统计得到全位错位置和加载位移的关系曲线,说明了位错的运动规律:全位错会在裂纹尖端稳定位置形核,并且后续会有不连续的周期性发射;新位错的形核会导致原位错的发射,并且随着全位错数量的增加,位错整体运动速度加快。最后,根据不稳定层错能理论和微观尺度的力平衡方程,对位错形核的初始位置做了理论计算,并对位错运动规律进行机理分析,得到的理论结果与模拟结果相一致,验证了模拟结果的正确性。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2018年12期）
卢艳,舒新愉,廖晓舟[5]（2018）在《体心立方金属及合金的高力学性能的尺寸效应（英文）》一文中研究指出体心立方(BCC)金属在亚微米和纳米尺度表现出不同于块体粗晶尺度的力学性能,包括高屈服强度和大延展性.这些突出性能使其不仅可用于微米、纳米甚至原子尺度的器件,而且可作为结构材料的组成部分发挥重要作用.导致小尺度BCC金属这种不同寻常的力学性能的一个重要原因就是它们的尺寸,降低单晶金属的尺寸和多晶金属的晶粒度可以显着增加强度.在过去十年,小尺度BCC金属塑性变形行为的研究取得了大幅进展.本综述全面、系统地总结了小尺度BCC金属塑性变形尺寸效应的塑性机制理论,并综合介绍了研究小尺寸样品塑性变形的原位方法和技术.(本文来源于《Science China Materials》期刊2018年12期）
杨兴[6]（2018）在《面心立方金属形变织构与损伤的晶体塑性模拟》一文中研究指出了解金属的各向异性演化特征一直是一个很重要的课题,这是因为各向异性和材料的力学性能息息相关;尤其在工程领域,评估零部件的性能和寿命时如果不考虑材料内部的组织结构将会带来很大的偏差。虽然研究者发展了各种各样的塑性力学模型来描述与预测金属材料力学性能的变化,但是各有其侧重点。比如有些重在展示最终的织构结果而对演化过程分析较少;有些重在验证模拟的合理性而对数学计算解释较少;有些重在研究损伤而对初始织构的考虑不多等等。本文试图在晶体塑性理论框架下将织构和延性损伤结合起来研究;目标是发展一套可行的织构模拟算法来展示织构的演化过程,同时又探讨损伤演化和初始织构的关系。研究成果可望为揭示金属材料在塑性变形过程中织构与损伤的演化规律打下一定的基础,也将为晶体塑性力学理论应用于工程材料与结构的各种损伤预测提供一定的借鉴与参考。主要研究内容如下:1、基于晶体塑性力学理论及织构理论进行单向拉伸与压缩以及平面应变压缩下的形变织构模拟与分析。研究发现单向拉伸、单向压缩以及平面应变压缩中晶面是绕应变加载轴转动,平面应变压缩中晶面是平动。这给织构类型的判断提供了一个新的视角,即可以通过测定晶面的转动规律来推测织构类型。2、在晶体塑性力学理论与损伤力学理论框架下推导了一种基于晶体塑性力学理论的延性损伤模型。3、基于晶体塑性力学理论的延性损伤模型分别以单向拉伸与平面拉伸为例探讨损伤与晶格转动、初始取向之间的关系。研究发现面心立方金属材料在初始的随机取向下,损伤均与拉伸方向呈45°方向扩展;而非随机取向下,损伤带之间基本保持平行或者垂直向前扩展,扩展方向各不相同,大小也不同。(本文来源于《广西大学》期刊2018-06-01）
尹文红[7]（2017）在《面心立方金属叁叉结区域变形行为及退火过程中组织演变机理原位研究》一文中研究指出作为多晶材料显微组织的基本结构单元,叁叉结(即叁叉晶界,以下同)不仅会影响晶界的迁移和晶粒的长大,对材料组织结构的演变具有重要作用,它也是金属材料形变再结晶相关组织设计和性能调控研究中重点关注的因素。本文利用电子背散射衍射(EBSD)技术离线原位研究了面心立方结构高纯铝和高纯镍叁叉结的变形行为(变形量为5%-35%的中小变形)及其退火行为,结合微观塑性变形理论和金属材料形变再结晶理论及透射电子显微镜(TEM)对变形高纯铜叁叉结位错结构的观察和分析,研究了面心立方金属叁叉结的变形机制和退火机理,为此类金属显微组织设计和性能调控提供了重要依据。经不同厚度压下量冷轧变形的高纯铝和高纯镍,其叁叉结及晶界附近的应变比晶粒内部大,叁叉结处点对原点的取向差与晶粒的取向有关,表现为软取向晶粒的取向差大,硬取向晶粒的取向差小,表明叁叉结处软取向晶粒应变大,硬取向晶粒应变小。在高纯铝中,冷轧变形量为15%时,滑移线能通过小角度晶界,不能通过大角度晶界,此行为在叁叉结附近保持不变;当轧制变形量大于17%时,在晶界附近产生晶界影响区,此行为在叁叉结附近更明显。冷轧变形的高纯铝,其叁叉结和晶界均在退火过程中发生迁移,并在原来位置留下鬼线。在退火过程中,一般大角度晶界迁移较快,小角度晶界迁移较慢,而叁叉结迁移则更慢,表明叁叉结对晶界的迁移有明显的拖曳或钉扎作用。晶界的迁移是由施密特因子小的晶粒向施密特因子大的晶粒迁移,即由硬取向晶粒向软取向晶粒迁移,迁移后,晶界变得更弯曲,且晶界的迁移距离明显比叁叉结的迁移距离大。在进一步退火过程中,晶界与叁叉结亦进一步迁移,且变形量为10%的样品,其晶界和叁叉结在退火过程中有最大迁移量,而变形量大于17%的样品,其晶界和叁叉结在退火过程中均迁移到晶内滑移带终止的地方,即晶界影响区。轧制变形高纯铝和高纯镍,在退火过程中均在叁叉结处形成与基体呈孪晶关系的晶核,其关联界面为非共格Σ3晶界,高纯铝的形核率比高纯镍的低。在高纯铝中,再结晶晶核是通过大角度晶界从硬取向晶粒向两个软取向晶粒迁移在叁叉结处形成的;而在高纯镍中,再结晶晶核是在至少包含两条一般大角度晶界的叁叉结处原位形成。在进一步退火过程中,高纯铝和高纯镍叁叉结处的再结晶晶核大部分被其它快速长大的晶粒所吞并。那些快速长大的晶粒均是初始组织中的原有晶粒,他们通过形变诱发晶界迁移的方式快速长大。在高纯镍中,原有晶粒的形变诱发晶界迁移可激发出大量Σ3n(n=1,2,3)等特殊晶界,而在高纯铝中,没有发生此类现象。分析认为,退火初期,中小变形高纯铝和高纯镍叁叉结处生成与基体呈Σ3界面关系的再结晶晶核只是起到了释放该处应变集中的作用。利用TEM对中小变形高纯铜叁叉结处的位错结构进行了观察和分析,研究了位错结构、轧制变形量和叁叉结处晶粒取向叁者之间的关系。结果表明:叁叉结处位错密度随着变形量的增大而增加;变形量较小时,位错成线性分布,变形量较大时,位错缠结咸网状分布;在相同变形量条件下,叁叉结处软取向晶粒内部的位错密度明显高于硬取向晶粒内部的位错密度;叁叉结处的位错均为(1/2)<0 1 1>全位错。进一步结合微观塑性变形理论和金属材料形变再结晶理论进行分析后认为,不管是高层错能的高纯铝,还是中低层错能的高纯镍(或高纯铜),在中小变形过程中,其叁叉结处均以开动(1/2)<0 1 1>全位错的方式发生塑性变形,并且,由于变形时的应力连续分布和晶界对位错滑移的阻碍作用,导致了叁叉结处软、硬晶粒的应变差异;在变形后的退火过程中,叁叉结处的晶界自然由形变储能较小的硬取向晶粒向形变储能较大的软取向晶粒一侧迁移;迁移的晶界与(1/2)<0 1 1>全位错交互作用导致原子面重排,并生成与硬取向晶粒呈Σ3取向差关系的再结晶晶核;再结晶晶核的生成释放了叁叉结处的应变集中,再加之晶核与基体晶粒之间的Σ3晶界动性较低,这些晶核均被其它动性较高的快速迁移的晶界所扫除(或被其它快速长大的晶粒所吞并)。(本文来源于《上海大学》期刊2017-12-01）
高云[8]（2017）在《面心立方金属中小角度晶界与位错交互作用机理的分子动力学模拟研究》一文中研究指出晶界对多晶金属材料的韧性、强度、脆性和综合力学性能有着重要影响。近年来,位错-晶界交互作用及晶界迁移行为引发了广泛的研究兴趣。位错-晶界交互作用在原子尺度上决定了材料的屈服行为和硬化行为;晶界迁移是多晶体材料再结晶和晶粒长大等过程中决定微观组织演化的重要过程,也与位错-晶界交互作用密切相关。小角度晶界不仅在传统材料的回复和再结晶过程中起着关键作用,最近的研究还发现它们可以稳定材料的纳米结构,从而有效的提高材料的强度。由于晶界结构的复杂性和实验条件的限制,现有实验并不能充分获取关于晶界力学行为的全部原子尺度信息。相比之下,计算机模拟是揭示晶界微观行为的一种有效手段。本文的主要内容是利用分子动力学方法,系统研究面心立方(fcc)金属中由Lomer位错(晶界位错)所构成的<1 1 0>倾斜对称小角度晶界与晶格位错之间的交互作用及该类晶界发生迁移的机制。在这些研究之前,为了理解晶界本身的特性并验证势函数的可靠性,我们首先计算了<1 1 0>倾斜晶界的晶界能以及fcc金属Ni和Al的层错能。此外,为比较不同类型晶界与位错的交互作用,还选择了{1 1 1}扭转小角度晶界进行研究。论文的主要研究内容和结果如下:(1)在金属Ni中,当位错与<1 1 0>对称小角度晶界发生交互作用时,所诱发的反应和位错贯穿晶界的能力,取决于晶格位错类型、Lomer晶界位错的间距和具体的反应位置。如果晶界倾斜角度较小,相邻晶界位错之间存在一个特定宽度的区域,晶格位错可以穿过晶界而不与晶界位错发生直接的位错反应。我们称该区域为自由穿梭区域,而自由穿梭区之外的区域则称为反应区域。在反应区域内,可发生一系列位错反应,包括形成不可动Hirth位错锁或束缚在晶界附近的可动位错,以及位错间接地贯穿晶界过程。反应区域的宽度依赖于晶格位错的类型,对特定的晶界倾斜角,与螺型位错对应的反应区域宽度一般小于60°位错所对应的反应区域宽度。(2)在金属Ni中,当位错与{1 1 1}扭转小角度晶界发生交互作用时,螺型位错可以被扭转晶界完全吸收,而60°位错会被晶界位错网格钉扎,并在其与晶界位错交割点处形成不可动位错结,且钉扎点处会发生明显应力集中。减小晶界扭转角度或升高温度,会降低位错穿越晶界所需施加的临界应力。与倾斜晶界不同,晶格位错入射位置不会对反应过程有显着的影响。(3)针对高层错能金属Al,我们利用分子动力学模拟和微动弹性带方法,研究了<1 1 0>对称小角度晶界的迁移过程。对倾斜角为2.6°至16.1°的晶界,得到了临界迁移应力和迁移能垒。基于经典位错理论,提出了可用于描述小于10°的小角度晶界迁移的晶界位错扭折对(kink-pair)形核机理。同时,我们还发现,增加倾斜角度,扭折对形核机理会演变为晶界位错环(dislocation loop)形核机理。本论文对Lomer类型小角度晶界开展了系统的原子尺度模拟研究,揭示了fcc金属中位错与小角度晶界交互作用的微观机理,深化了人们对晶界迁移过程的理论认知。本研究对理解不同类型的小角度晶界及其它金属体系的相关力学行为,也提供了可供借鉴的研究思路。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-11-01）
舒新愉,卢艳,王立华,陈艳辉,周浩[9]（2017）在《单晶体心立方金属铌裂纹尖端位错增殖行为的原位研究》一文中研究指出位错的增殖对体心立方金属材料的塑性性能有着非常重要的意义,目前对于体心立方位错增殖机制的动态研究主要依赖于计算模拟,实验研究很少见到报道,其位错增殖机制尚存在不确定性。本文利用透射电镜原位拉伸技术,实现了单晶体心立方金属铌(Nb)裂纹尖端位错增殖的原位动态实验观察,并提出了两个位错模型来解释位错增殖以及运动的机制。从实验上不仅证实了之前模拟的预测,而且对现有的模型进行了很好的补充,为体心立方金属材料的塑性变形机制提供了基础实验数据。(本文来源于《电子显微学报》期刊2017年04期）
刘帆[10]（2017）在《面心立方金属剧烈塑性变形及其细化极限研究》一文中研究指出近30年来,制备超细晶/纳米材料的剧烈塑性变形方法得到了飞速发展,涌现出各具特色的变形工艺。针对不同材料变形组织、性能的实验和理论研究也在逐渐完善。基础研究方面向着深入理解细化机理和定量组织演变规律的方向发展,应用研究方面则以发展大块体纳米材料制备技术、推动应用研究为重点。前人在轧制变形过程中,将晶粒尺寸随样品宏观尺寸的压缩而成比例减小的过程,称为几何细化。在剧烈塑性变形中,细化的主要机制为位错的增殖、湮灭以及位错组态的变化,即位错胞演化机制主导的细化。对应于几何细化,本文将这种基于位错机制的细化称为物理细化。堆垛层错能作为重要的材料本征参数,通过影响位错运动,可以有效地影响材料变形机制和力学行为。目前,层错能对剧烈塑性变形晶粒细化极限的影响仍存争议:一方通过调配合金元素比例改变层错能并研究其对合金细化的影响,认为层错能越低,稳态晶粒尺寸越小;另一方通过对不同层错能的纯金属进行剧烈塑性变形细化研究,得出层错能对晶粒细化极限无明显影响的结论。产生矛盾的原因是:前一种观点忽略了合金元素本身即便不改变层错能,也会通过溶质原子与位错的直接交互作用而改变位错的行为和变形位错结构,从而增强细化效果。第二种观点则可能由于评价层错能的影响时,未对其它影响因素(如温度等)进行归一化处理,从而导致层错能的本征影响被掩盖。本文将通过仔细设计的温度“归一化”实验和层错能“归一化”分析,排除“非归一化”因素的干扰,试图解决关于层错能对剧烈塑性变形细化极限作用的争议。通常,纯金属或稀合金材料,通过基于位错胞演化机制的晶粒细化(物理细化),稳态晶粒尺寸很难达到100 nm以下。采用更为“极端的”变形措施,可以在纯金属中制备纳米尺度的片层结构,并且这种结构表现出高强度、高热稳定性的优异性能,受到广泛关注。然而,由于“极端”变形措施的客观限制,制备的样品尺寸(厚度)较薄,通常在100μm 以内,且限制了后续对其性能的系统表征。因此,在块体纯金属中突破物理细化极限,制备纳米片层结构具有重要意义。本文以纯铜、纯镍和纯铝为面心立方金属的代表,研究其剧烈塑性变形过程中的组织和性能演变及细化极限。以纯镍为例,在通过剧烈塑性变形实现其组织物理细化的基础上,进一步采用几何细化的方法,突破原来基于位错机制的晶粒细化极限,制备具有纳米片层结构的块体纯镍,并研究了其组织、性能特征与影响细化的主要因素。针对以上提出的两个问题,研究取得如下主要进展:(1)选用纯金属铜、镍、铝来研究层错能对剧烈塑性变形稳态晶粒尺寸的影响;通过归一化温度的等径角变形实验、归一化层错能的实验数据分析,建立了层错能对稳态晶粒尺寸作用的实验规律。在Mohamed位错模型的基础上,建立了稳态晶粒尺寸与层错能和变形温度之间的关系模型;模型计算与实验结果匹配良好,揭示了层错能(γSFE)对稳态晶粒尺寸(ds)的本征作用关系:(ds/b)～(γSFE/Gb)q,本研究中q的理论值为0.25,实验值为0.24～0.31。较小的q值反映了层错能对稳态晶粒尺寸的影响较弱。(2)在等径角变形(ECAP)将纯镍晶粒细化至亚微米尺度的基础上,进一步采用液氮温度轧制的方法实现其组织的几何细化,制备出具有纳米片层结构的块体纯镍。2N镍纳米片层间距达到～40nm,其抗拉强度达到1.6GPa。通过控制ECAP的变形路径和应变量,可以有效控制纳米片层结构中大/小角晶界的比例。(3)本文采用先进的透射菊池衍射分析技术,对纳米片层结构进行定量表征,结合透射电镜观察和统计分析,阐明了影响纳米片层结构细化极限的两个主要原因:对于高纯4N镍,晶界迁移导致的晶粒粗化是影响细化极限的主要因素;对于低纯2N镍,大量剪切带的产生,在介观尺度协调了塑性变形,导致片层结构几何细化所需的有效应变量小于外加真应变,从而限制了纳米片层结构的进一步细化。(4)通过对比2N镍超细晶结构、纳米片层结构退火过程中硬度的变化,结合变形储存能计算和退火动力学分析,表明纳米片层结构中高比例的小角度晶界是其热稳定性高的主要原因。具有高比例(69%)小角度晶界的纳米片层结构,再结晶起始温度比超细晶以及低比例(25%)小角度晶界的纳米片层结构样品推迟了～50℃,并且局部取向差KAM分析显示其退火过程中组织演化更为缓慢。本文还取得如下进展:(1)通过对不同尺寸(d=12mm和d=32mm)纯铜样品ECAP变形一道次和多道次的对比研究,发现样品尺寸差异对纯铜ECAP变形后组织与性能无明显影响,阐明通过扩大试样尺寸实现ECAP工业化应用的可行性。(2)根据塑性变形理论中的体积流量法则,提出了一种新的ECAP平均应变速率计算方法,适用于各种通道截面形状的ECAP变形中应变速率的计算,并且计算结果与有限元模拟结果吻合。(3)通过考虑层错能、温度以及相关热力学参数,基于位错密度模型(ETMB),建立了一个包含物性参数和变形参数,能够准确描述及模拟剧烈塑性变形过程中胞壁、胞内、总的位错密以及位错胞/晶粒尺寸随应变量变化的组织演化模型。(本文来源于《南京理工大学》期刊2017-05-01）
体心立方金属论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
体心立方(BCC)金属纳米线凭借其超高的机械强度和优异的耐高温、耐辐照性能,成为搭建苛刻环境服役的微纳器件过程中不可或缺的结构单元。然而,相比于面心立方(FCC)金属,受本征晶体对称关系和缺陷结构的影响,BCC金属的力学行为往往表现出更为复杂的微观特征。且随着晶体特征尺寸减小至几十纳米,显着的体积效应和表面效应,使得控制小尺寸BCC金属塑性变形的载体发生了较大的改变。近年来,借助原位实验技术和分子动力学模拟(MD)方法,研究人员逐渐开始对纳米尺度下BCC金属的变形行为进行全面的探索。但是,相比于FCC纳米金属变形机制研究成果的系统性,迄今为止,BCC金属纳米线变形机制的研究很大程度上仍停留在理论模拟阶段。本文结合独特的纳米线原位制备技术和先进的原位力学实验手段,深入研究了纳米尺度下BCC金属铌(Nb)和钨(W)的塑性变形行为,从原子尺度解析了不同力学加载过程中晶体结构的动态演化规律,多角度讨论了相变、孪生和位错机制对BCC金属纳米线力学行为的影响。具体包括以下几个方面:1.发现了Nb纳米线中取向转动协调的超塑性变形行为。利用高分辨成像分析技术,通过追踪变形过程中晶体结构的动态演变,直观揭示了拉应变作用下Nb纳米线的超塑性变形行为及其微观机制。研究结果表明:高应力状态下,借助FCC亚稳相的形成,Nb纳米线实现了[100]BCC-[110]FCC-[111]BCC的连续取向调整;而变形孪生和位错诱导晶体转动的发生则使得Nb纳米线围绕其[111]晶带轴发生了不同角度的旋转。在同一根Nb纳米线的拉伸变形过程中,相变、孪生和位错行为的相继发生使得纳米线发生了5次以上的取向转动;而晶体取向转动引发的拉伸轴方向调整又进一步促进了不同变形机制的启动;最终,通过多重变形机制的协同作用,Nb纳米线实现了高达269%的超塑性变形。基于原子尺度观察和统计性原位力学测试,本文不仅深入分析了BCC-Nb拉伸变形过程中亚稳相、孪晶和位错的形核与扩展过程,还首次验证了Nb纳米线的超塑性来源于连续取向调整过程中多重变形机制的协同作用,为BCC金属纳米线力学性能的优化提供了一个全新的思路。2.揭示了BCC金属纳米线的反孪生变形行为及其尺寸依赖性。以原位制备的W、Nb纳米线为模型材料,通过对比不同加载取向及加载模式下缺陷结构的形成与演化过程,首次发现了 BCC金属的反孪生变形行为。对于BCC晶体而言,孪晶的形成通常是由相邻{112}孪晶面上次第发生的[111]正向剪切所导致;当剪切方向由[111]变为[111]时,孪生位错运动的阻力将显着增加,因此,早期研究并不认为BCC金属中存在反孪生变形行为。然而,原位力学测试表明[110]-W、[111]-W和[121]-Nb纳米线的拉伸变形中均可发生相类似的反孪生变形行为,从实验上首次证实了反孪生的存在。此外,相较于20 nm-W纳米线[110]拉伸加载下的反孪生变形行为,同样变形条件下45 nm-W纳米线的塑性变形则由位错所控制,表明了BCC金属的反孪生变形具有很强的尺寸依赖性。BC C金属纳米线的反孪生变形行为及其尺寸依赖性的发现不仅推进了尺寸效应影响下BCC金属中反常塑性变形行为的系统性研究,还进一步引发了人们对传统BCC结构中孪生-反孪生非对称模型的重新思考。3.阐释了加载方式对W纳米线变形机制的影响。为了考察复杂应力状态下BCC金属纳米线的塑性变形行为,揭示不同载荷模式对塑性变形机制的影响,本文通过精确调控外力加载方向与纳米线轴向之间的夹角,系统研究了单轴和复杂应力状态下<112>-W纳米线的塑性变形行为。研究结果表明:单轴加载时,W纳米线的塑性变形由位错机制所主导。然而,当载荷模式转至拉伸与弯曲复合加载时,变形孪生取代了位错滑移成为控制W纳米线塑性变形的主要机制。而结合不同加载轴偏转角度下滑移和孪生系统取向因子的计算可知:复杂应力状态下位错和孪生的竞争过程中最大分切应力的分布起到了决定性的作用。此外,特定[110]带轴的高分辨成像分析进一步揭示了复杂应力作用下台阶型孪晶界面的产生。与常规{112}平直孪晶界相比,这类孪晶界由许多离散的{112}原子台阶组成,而其沿着<111>带轴的投影却会呈现出单一{110}晶面的特征。这一发现为BCC晶体孪晶结构的精确解析提供了非常重要的实验依据。本文从原子尺度解析了BCC-FCC-BCC相变、孪生、反孪生、位错滑移这四种不同塑性机制作用下BCC金属纳米线中缺陷结构的演化规律,深入分析了加载方式、纳米线取向及晶体尺寸等因素对BCC纳米线塑性变形行为的影响,进一步拓展了学术界对纳米BCC金属力学行为的认识,为探索微尺度下BCC金属的塑性变形行为提供了新的思路。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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