納米結(jié)構(gòu)材料界面失配位錯(cuò)形核機(jī)理研究.pdf

1、納米材料由于其優(yōu)越的物理、力學(xué)性能得到了科技領(lǐng)域高度的重視和廣泛的應(yīng)用。當(dāng)復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到納米級時(shí)，由于強(qiáng)烈的界面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)，其力學(xué)性能將發(fā)生顯著改變。界面失配位錯(cuò)形核機(jī)理是制約復(fù)合材料強(qiáng)韌化性能和損傷失效的關(guān)鍵科學(xué)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(yīng)用彈性復(fù)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(fù)勢函數(shù)解析解;揭示了表界面效應(yīng)和相關(guān)材料參數(shù)對失配位錯(cuò)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(cuò)形核機(jī)理。首先研究了納米孔表面薄膜界面失配位錯(cuò)形核。當(dāng)基體與薄膜的相對剪切模量超過某一值后，只有考慮負(fù)的表/界面應(yīng)力時(shí)位錯(cuò)才有可能形核，薄膜厚度在小于某一臨界尺寸時(shí)負(fù)的表/界面應(yīng)力更容易位錯(cuò)形核，薄膜厚度大于某一臨界尺寸時(shí)正的表/界面應(yīng)力更容易位錯(cuò)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(cuò)形核，分析了壓電常數(shù)和特征應(yīng)變對界面失配位錯(cuò)形核的影響，當(dāng)基體與薄膜的相對壓

3、電常數(shù)比越大位錯(cuò)形核所需的臨界薄膜厚度越小，特征應(yīng)變越大位錯(cuò)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(cuò)形核機(jī)理。首先研究了核殼納米線的界面失配位錯(cuò)形核，分析了表面、界面效應(yīng)和殘余應(yīng)力對界面失配位錯(cuò)形核的影響，正（負(fù)）表面、界面殘余應(yīng)力會(huì)增大（縮?。┞菪褪湮诲e(cuò)形核時(shí)所需的膜厚度范圍。正（負(fù)）表面、界面效應(yīng)會(huì)增大（減?。┞菪褪湮诲e(cuò)形核時(shí)所需的臨界膜厚度和失配應(yīng)變臨界值。然后研究了核殼納米線在壓電材