高温高压极端条件下剪切诱导锆钛合金相变机理和力学性质的理论研究

项目名称： 高温高压极端条件下剪切诱导锆钛合金相变机理和力学性质的理论研究

项目编号： No.11402072

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 苑晓丽

作者单位： 河海大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 锆钛合金具有高熔点、超高硬度和比强度、耐腐蚀及热中子吸收截面小等优异性能，在航空航天、医学和核工业等领域有着广泛的应用。它在极端高温高压下的相变和熔化的物理过程极其复杂，是实验和理论力学关注的热点之一。用实验手段测量高压及高低温交变环境下的锆钛合金动态相变和力学性能往往费用昂贵，且难以从原子层次对相变形核的微观过程进行直接观察。本项目拟以过渡金属的典型代表锆钛合金为研究对象，在运用第一性原理计算获得各固态相变数据的基础上，利用经典分子动力学模拟的可操控性深入研究剪切场存在时固-固、固-液相界的移动方向；采用平衡和非平衡分子动力学动态模拟高温高压下剪切场对相变和力学性能的影响，阐明锆钛合金中原子层的滑移和位错路径信息，从电子、原子运动角度揭示剪切应力对其相变的诱导机制。本项目研究成果可为实验制备性能优异的锆钛合金提供理论支撑，也可为其它过渡金属合金的熔化、相变和热状态方程等问题提供研究思路。

中文关键词： 锆钛合金；高温高压极端条件；相变；力学性质；第一性原理

英文摘要： Zirconium-Titanium (Zr-Ti) alloy is widely used in the aerospace, medical and nuclear industries due to its high melting-point, superior hardness and excellent strength-to-weight ratio, corrosion resistance as well as low thermal neutron absorption cross

英文关键词： Zr-Ti Alloys；Extreme Condition of High Temperature and Pressure；Phase Transformation；Mechanical Properties；First-Principle