《溫度和應變速率耦合作用下納米晶Ni壓縮行為研究》是依託哈爾濱工業大學，由馬國亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：溫度和應變速率耦合作用下納米晶Ni壓縮行為研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬國亮
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米晶Ni具有高強度和高硬度的力學特性，在太空飛行器結構中具有套用前景。這些結構的材料必須在溫度和應變速率耦合作用的極端條件下服役。為了開發和擴展納米晶Ni的空間套用，深入研究納米晶Ni在溫度和應變速率耦合作用下的力學行為具有重要的工程實際意義。本項目擬通過在不同溫度及應變速率條件下，研究塊體納米晶Ni的壓縮變形行為，獲得應變速率敏感指數和激活體積等熱激活參數，闡明溫度和應變速率的耦合作用對納米晶Ni壓縮性能的影響，並基於對壓縮變形前後晶粒尺寸、晶界結構、位錯密度及分布等微觀結構的測試和分析，運用塑性變形動力學和相關位錯理論，揭示納米晶Ni低溫的塑性變形機制。通過改變試驗條件和測試方法，多因素、多角度研究納米晶Ni的力學行為，有助於對納米晶金屬塑性變形機制的再認識和新理解，具有很高的學術價值。
結題摘要
納米材料由於具有優異的光學、磁學、熱學、電學和力學性能，成為材料領域的研究熱點。用於太空飛行器的新材料和新工藝技術開發一直是許多國家的科研工作重點。納米晶Ni具有高強度和高硬度的力學特性，在航天工程領域特別是在太空飛行器結構材料方面具有很好的套用前景。本項目利用低溫力學測試系統研究了電化學沉積納米晶Ni在不同溫度和寬應變速率條件下的壓縮行為。藉助應變速率敏感指數、激活體積、掃描電子顯微鏡及高分辨透射電子顯微鏡方法，對納米晶Ni的壓縮塑性變形機理進行了表征。研究表明，在較低溫度條件下，納米晶Ni的塑性變形主要是由晶界位錯協調變形主導，晶界本徵位錯引出後無阻礙的在晶粒內無位錯區運動，直至在相對晶界發生類似切割林位錯行為。並且，在協調塑性變形時引出位錯的殘留位錯能夠增加應變相容性和減小應力集中；在室溫條件下，納米晶Ni的塑性變形機理主要是晶界-位錯協調變形與晶粒滑移/旋轉共同主導。利用晶界位錯協調變形機理和殘留位錯運動與溫度及缺陷的相關性揭示了納米晶Ni在不同溫度、不同應變速率條件下力學壓縮性能差異的內在原因。上述研究成果可為塊體納米材料航天工程結構件選材和設計提供理論依據和技術支撐，同時開展了多因素、多角度的納米晶Ni力學行為分析，有助於更加全面和深入的分析納米材料力學行為本質，從而為其多領域、多方面的研究與套用提供試驗數據，具有很高的學術價值。
