《多晶材料塑性行為尺度效應研究》是依託中國科學院力學研究所，由劉小明擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：多晶材料塑性行為尺度效應研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：劉小明
- 依託單位：中國科學院力學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過引入表征晶粒尺度、缺陷尺度的微觀機制，實現對微米多晶FCC晶體屈服行為的模擬和預測。材料內部缺陷的尺度影響材料巨觀的塑性行為。首先，晶粒內部存在大量的F-R位錯源，位錯源的形核強度以及形核時間均取決於F-R位錯源長度的大小。其次，位錯滑移面上釘扎顆粒對位錯滑動的阻力由顆粒相的大小以及它們之間的距離大小來決定。這些微觀尺度大小又受到了晶體有限體積的約束，是受制於晶粒大小的。在材料的塑性變形過程中，這些具有尺度的微觀材料結構將影響位錯的形核和滑移。這些影響不僅只體現在強度上的影響，而且對於材料的率回響也有很大的影響。本課題的研究目標就是希望通過分析材料微觀缺陷尺度與晶粒尺度的關係，揭示缺陷尺度對多晶材料巨觀塑性行為的影響，以達到定性指導說明實驗的目的。
結題摘要
本課題研究了材料的內秉尺度對塑性行為的影響，解釋了不同材料尺度下奇異塑性行為的微觀機制，包括晶粒內部位錯的塞積，位錯與納米晶界反應，以及納米接觸下位錯的非均勻形核。結果表明：多晶體材料中位錯在位錯障礙處塞積引起材料塑性強度的提高，研究修正了傳統連續模型對塑性強度提高的預測，提出了精確預測的離散模型。納米晶體中晶界與位錯反應是一個主要變形機制，研究表明在小壓頭淺壓情況下，所測的的硬度將只出現反Hall-Petch（HP）關係，正反H-P轉換的材料最強尺寸不在存在。發展了非均勻位錯形核理論，並用於納米接觸中，結果表明位錯形核塑性的極限應力與壓頭的大小平方根成反比。
