土木專業(yè)建筑學(xué)納米材料(3)隨堂講義(編輯修改稿)
2025-02-14 17:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 合關(guān)系 位錯源 障礙 210??? Kdy ??如果位錯被晶界阻擋，晶粒的塑性變形就無法直接傳播到相鄰的晶粒中去，造成塑變晶粒內(nèi)位錯塞積。在外力作用下，晶界上的位錯塞積產(chǎn)生一個應(yīng)力場，可以作為激活相鄰晶粒內(nèi)位錯源開動的驅(qū)動力。 當(dāng)塞積位錯的應(yīng)力場強(qiáng)度 與外應(yīng)力的和 等于位錯開動的臨界應(yīng)力時，相鄰晶粒內(nèi)的位錯源開動、滑移與增殖，造成塑 性 形變。 塞積位錯應(yīng)力場強(qiáng)度與塞積位錯數(shù)目和外加切應(yīng)力值有關(guān)，而塞積位錯數(shù)目正比于晶粒尺寸，因此當(dāng)金屬材料的晶粒變細(xì)時，必須加大外加作用力以激活相鄰晶粒內(nèi)位錯源，這就意味著，細(xì)晶粒產(chǎn)生塑性變形要求更高的外加作用力，也就體現(xiàn)了細(xì)晶粒對金屬材料強(qiáng)化的貢獻(xiàn)。 ? 對納米結(jié)構(gòu)材料 反常性能 的解釋，已不能依賴于傳統(tǒng)的位錯理論，它與常規(guī)多晶材料之間的差別關(guān)鍵在于界面占有相當(dāng)大的體積分?jǐn)?shù) ，對于只有幾 nm的小晶粒，由于其尺度與常規(guī)粗晶粒內(nèi)部位錯塞積中相鄰位錯間距相差不多， 在 這樣小尺寸的晶粒 內(nèi) 位錯源也很難開動，不會有大量位錯增殖問題 。 因此，位錯塞積 不太可能 在納米 晶 中出現(xiàn)， 因此， 用位錯的塞積理論來解釋 塊體納米 材料 中的力學(xué)行為 是不合適的， 需要 從納米晶體材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來尋找新的模型，建立 新 理論． ? (1)界面的作用 隨納米晶粒直徑的減小，高密度的晶界導(dǎo)致晶粒取向混亂，界面能量升高。 ? (2)臨界尺寸 Gleiter等認(rèn)為：在一個給定的溫度下納米材料存在一個臨界的尺寸，低于這個尺寸，界面粘滯性增強(qiáng)，這就引起材料的軟化；高于臨界尺才，材料硬化。他們把這個臨界尺寸稱為“等粘合晶粒尺寸” 目前，對于納米結(jié)構(gòu)材料的反常 H— P關(guān)系從下面幾方面進(jìn)行了討論： ? (3)三叉晶界 三叉晶界是三個或三個以上相鄰的晶粒之間形成的交叉“線” 晶粒直徑對晶界，三叉晶界及晶間區(qū)體積分?jǐn)?shù)的影響 ?迄今為止，納米材料的力學(xué)性能尚未形成比較系統(tǒng)的理論，原因如下：
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