納米結構材料界面失配位錯形核機理研究.pdf

1、納米材料由于其優(yōu)越的物理、力學性能得到了科技領域高度的重視和廣泛的應用。當復合材料微結構尺寸達到納米級時，由于強烈的界面效應和尺寸效應，其力學性能將發(fā)生顯著改變。界面失配位錯形核機理是制約復合材料強韌化性能和損傷失效的關鍵科學問題之一。本文分別以納米孔介材料和核殼納米線為研究對象，應用彈性復勢理論，獲得了含納米孔和核殼納米線薄膜材料基體和薄膜區(qū)域的復勢函數解析解;揭示了表界面效應和相關材料參數對失配位錯形核的影響規(guī)律，主要研究成果如下:

2、
　　1.研究了納米孔表面彈性和壓電材料涂層的界面失配位錯形核機理。首先研究了納米孔表面薄膜界面失配位錯形核。當基體與薄膜的相對剪切模量超過某一值后，只有考慮負的表/界面應力時位錯才有可能形核，薄膜厚度在小于某一臨界尺寸時負的表/界面應力更容易位錯形核，薄膜厚度大于某一臨界尺寸時正的表/界面應力更容易位錯形核。然后研究了壓電材料中納米孔表面薄膜界面失配位錯形核，分析了壓電常數和特征應變對界面失配位錯形核的影響，當基體與薄膜的相對壓

3、電常數比越大位錯形核所需的臨界薄膜厚度越小，特征應變越大位錯形核所需的臨界薄膜厚度越小。
　　2.研究了彈性和壓電核殼納米線界面失配位錯形核機理。首先研究了核殼納米線的界面失配位錯形核，分析了表面、界面效應和殘余應力對界面失配位錯形核的影響，正（負）表面、界面殘余應力會增大（縮小）螺型失配位錯形核時所需的膜厚度范圍。正（負）表面、界面效應會增大（減?。┞菪褪湮诲e形核時所需的臨界膜厚度和失配應變臨界值。然后研究了核殼納米線在壓電材