新型纳米多晶金属的塑性变形和断裂机制研究

项目名称： 新型纳米多晶金属的塑性变形和断裂机制研究

项目编号： No.11372152

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李晓雁

作者单位： 清华大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 伴随着材料制备工艺的不断改进和先进仪器的快速发展，三种新型的纳米多晶金属材料得以问世，它们是平均晶粒尺寸仅有3纳米的纳晶金属、纳米孪晶金属以及梯度纳晶金属。最近的实验研究已表明，这些新型纳米多晶金属材料由于其具有独特的微观结构，因而表现出奇异的力学行为或优良的力学性能。然而，人们对这些新材料的塑性变形和断裂机制的了解是不够深入的。在本项目中，我们将利用有限元、相场模型和分子动力学方法，来研究这些新型纳米多晶金属材料的塑性变形和断裂行为，从宏观、介观以及原子尺度上探索材料塑性变形和断裂破坏的内在机理，将涉及到位错形核与运动、晶界扩散、晶界滑移、晶界迁移、晶粒转动以及位错与界面、裂纹的相互作用等。同时，结合数值模拟结果与相关的物理模型，我们将分析这些新型纳米多晶金属的力学性能与微结构特征尺度之间的依赖关系，这一研究成果将会为纳米结构金属材料的制备和设计提供一定的指导。

中文关键词： 纳米多晶结构材料；塑性变形；断裂；孪晶；位错

英文摘要： With the rapid development of synthesis techniques and advanced instruments, three kinds of novel nanocrystalline metals have been successfully fabricated, including nanocrystalline metals with mean grain size of only 3 nm, nanotwinnned metals and gradien

英文关键词： Nanostructured materials；Plastic deformation；Fracture；Twin；Dislocation