钢液－纳米夹杂界面能的尺寸依赖

项目名称： 钢液－纳米夹杂界面能的尺寸依赖

项目编号： No.50974083

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 吴永全

作者单位： 上海大学

项目金额： 38万元

中文摘要： 随着钢液中纳米夹杂研究的深入发现，传统唯象的、基于连续介质假设和统计力学的界面热力学无法正确描述钢液－纳米夹杂界面能，因为传统理论忽略了纳米夹杂界面能与纳米颗粒"尺寸"的依赖关系。为此，本项目拟通过理论推导结合物理实验、光谱分析及计算机模拟，从微观到介观尺度考察钢液－纳米夹杂界面能对"尺寸"的依赖关系。首先从微观热力学和键强理论出发，推导新的尺寸依赖的界面能解析表达式。然后，通过熔炼＋酸溶＋SEM观察钢液中纳米夹杂的形态、表面状况及尺寸分布；通过量子力学计算和分子动力学模拟考察界面原子失配数、界面原子键能变化及曲率对界面能的影响；通过介观动力学模拟考察表面粗糙度对界面能的影响；通过块体和纳米粉体材料的表面和界面拉曼、布里渊散射谱及理论计算获得界面能与振动自由能、熵和焓的函数关系。在此基础上，给出解析式的所有参数值，构建相关夹杂界面能的完整解析模型，为钢液夹杂精细控制技术提供新的理论支撑。

中文关键词： 金属；凝固；分子动力学；布里渊散射；界面能

英文摘要：

英文关键词： metals；solidification；molecular dynamics；Brillouin scattering；interface energy