基于微结构演化的RAFM钢中子辐照硬化/脆化模型研究

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作者 朱霄汉 李孝晨 郑明杰 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期701-710,共10页

低活化铁素体/马氏体钢(RAFM)作为聚变堆的重要候选结构材料之一,在中子辐照下,会产生硬化/脆化等辐照损伤行为,影响其服役安全性。发展基于微结构演化的辐照硬化/脆化模型是研究该问题的重要手段。本工作通过建立包含经典硬化模型与速... 低活化铁素体/马氏体钢(RAFM)作为聚变堆的重要候选结构材料之一,在中子辐照下,会产生硬化/脆化等辐照损伤行为,影响其服役安全性。发展基于微结构演化的辐照硬化/脆化模型是研究该问题的重要手段。本工作通过建立包含经典硬化模型与速率理论的耦合模型,描述了辐照条件下材料缺陷微结构演化对辐照硬化/脆化的影响。利用该耦合模型,以中国低活化马氏体钢(CLAM)为例计算了其在中子辐照条件下(0~22 dpa)屈服强度与剂量和温度的关系。结果表明,RAFM钢辐照硬化的峰值温度约为300℃。在峰值温度下,辐照剂量达22 dpa时RAFM钢的屈服强度增量超过500 MPa。分析了辐照产生的位错环、空洞及氦泡对辐照硬化的贡献,其中位错环导致的辐照硬化占比超过80%。并预测了在300℃、0~22 dpa剂量范围内RAFM钢的显微硬度和韧脆转变温度(DBTT)的变化。综合结果分析,位错环是辐照硬化/脆化效应最主要的影响因素。 展开更多

关键词 RAFM钢 中子辐照硬化/脆化 微结构演化 速率理论

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应用SXR-CT技术研究闭孔泡沫铝微结构演化及变形分析 被引量：11

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作者 汪敏 胡小方 +4 位作者 蒋锐 伍小平 朱佩平 黄万霞 袁清习 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期169-174,共6页

借助同步辐射硬X射线高强度、高能量、高准直、宽频谱以及可选能量等特点,对材料试件进行投影成像,并应用滤波反投影重建算法实现三维图像重建(Synchrotron X-Ray Computed Tomography)。研究了闭孔泡沫铝在压缩过程中内部微结构的演化... 借助同步辐射硬X射线高强度、高能量、高准直、宽频谱以及可选能量等特点,对材料试件进行投影成像,并应用滤波反投影重建算法实现三维图像重建(Synchrotron X-Ray Computed Tomography)。研究了闭孔泡沫铝在压缩过程中内部微结构的演化,得到了不同压缩状态下内部微结构图像,分析了闭孔泡沫铝在压缩过程中的变形及孔隙率变化。这些研究结果为泡沫铝制备工艺的改进和材料与结构的优化设计提供了有益的参考,并为泡沫铝压缩破坏机理的构建提供科学依据。 展开更多

关键词 SXR-CT技术 闭孔泡沫铝 孔隙率 微结构演化

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冻融环境下黏土红砖的性能劣化规律与微结构演化 被引量：10

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作者 宦文娟 张云升 +1 位作者 刘国建 赵鹏 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期401-405,共5页

系统研究了黏土红砖在冻融环境下的外观、质量损失率及相对动弹模量变化；采用压汞法分析了黏土红砖冻融前后的孔径分布变化规律，并应用X射线计算机断层扫描技术原位定量追踪了黏土红砖冻融环境下的三维孔结构演化过程．结果表明，冻... 系统研究了黏土红砖在冻融环境下的外观、质量损失率及相对动弹模量变化；采用压汞法分析了黏土红砖冻融前后的孔径分布变化规律，并应用X射线计算机断层扫描技术原位定量追踪了黏土红砖冻融环境下的三维孔结构演化过程．结果表明，冻融初期黏土红砖外观破坏不明显，35次冻融循环后开始出现宏观裂纹，65次冻融循环后分层，并沿分层界面剥落．黏土红砖质量及相对动弹模量随冻融次数的增加均表现出先略有增大再下降的规律，并且质量变化敏感．孔结构分析结果表明，65次冻融循环后黏土红砖平均孔径增大近4倍，气孔总体积增加23％，体积为0．01～0．1 mm^3的气孔数量和体积显著增多，抗冻性能明显降低． 展开更多

关键词 黏土砖 冻融循环 性能劣化 微结构演化

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动态载荷下剪切变形局部化、微结构演化与剪切断裂研究进展 被引量：49

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作者 徐永波 白以龙 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期496-516,共21页

总结和评述了近年来金属与合金变形局部化的形成、微结构演化与剪切断裂方面作者和相关的研究工作成果.材料包括低碳钢,SS304不锈钢,Fe-15%Ni-15%Cr单晶,Al-Li合金,α-Ti和Ti-6Al-4V,Al/SiCp复合材料等.综述内容主要包括:采用改进的Hopk... 总结和评述了近年来金属与合金变形局部化的形成、微结构演化与剪切断裂方面作者和相关的研究工作成果.材料包括低碳钢,SS304不锈钢,Fe-15%Ni-15%Cr单晶,Al-Li合金,α-Ti和Ti-6Al-4V,Al/SiCp复合材料等.综述内容主要包括:采用改进的Hopkinson扭杆装置,对剪切变形局部化形成、发展和演化过程进行了实验观察与数值模拟;采用"侧剖"与"对接"等定点方法制备电子显微镜薄膜试样,对剪切带内相变与再结晶、非晶转变、旋涡结构等动态变形现象,以及与宏观动态力学行为对应的位错胞的形成、发展和坍塌等微结构特征进行了观测;提出了应变和应变率同时作为剪切带形成的两个必要条件的直接实验证据;在剪切带内发现了α′-马氏体相变现象,以及相变产物与母体之间的晶体学关系;通过位错单滑移或交滑移等微观剪切最后发展成为宏观剪切的机制;对剪切带内再结晶结构的观测和对再结晶动力学本构关系的定量描述;对剪切带特别是"白色"腐蚀带(或相变带)的形成机制的分析和新的解释,指出"白色"是带内亚结构取向趋于一致,其在光学或扫描显微镜下很难辨认这些亚结构的取向差所致,并非表明剪切带内一定发生了相变;通过截断实验和实时跟踪观测发现,剪切带内微裂纹的萌生与聚合是材料承载能力骤然下降并导致最后断裂的主控因素.此外,本文对近年来在准静态和循环加载下材料的局部化形变与剪切断裂的实验结果予以简要评述,指出其微观机制与动态载荷下的截然不同,是由位错的平面滑移所控制的,与热效应无关的等温变形. 展开更多

关键词 动态载荷 剪切变形局部化微结构演化 相变与再结晶 非晶化位错平面滑移

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磷酸钾镁水泥水化体系的微结构演化 被引量：18

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作者 周序洋 杨建明 王进 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1438-1444,共7页

通过测试磷酸钾镁水泥(MKPC)水化体系的水化放热特性和抗压强度发展,分析不同龄期MKPC硬化体的固相组成和微观结构,研究MKPC水化体系的微结构演化过程。结果表明:MKPC水化体系水化反应速度快且大量水化热在水化反应初期集中释放,水化反... 通过测试磷酸钾镁水泥(MKPC)水化体系的水化放热特性和抗压强度发展,分析不同龄期MKPC硬化体的固相组成和微观结构,研究MKPC水化体系的微结构演化过程。结果表明:MKPC水化体系水化反应速度快且大量水化热在水化反应初期集中释放,水化反应主要在水化开始3 d完成,水化产物主要为含6个结晶水的MKP,还存在一些低结合水的水化产物;MKPC水化体系中快速水化生成的水化产物晶体缺陷多和稳定性差,生长过程中会产生较大的内应力,其中低结合水的水化产物还会逐步吸收空气中的水份转化为MKP,均会造成MKPC硬化体结构的劣化,即随水化龄期增长,硬化体出现较多的裂缝和缺陷;造成MKPC硬化体抗压强度在水化开始3 d发展迅速,之后抗压强度出现倒缩,但随龄期延长又逐步恢复并增长。 展开更多

关键词 磷酸钾镁水泥(MKPC) 水化热 抗压强度 微结构演化

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非均匀形核对辐照诱导钨内微结构演化行为影响的团簇动力学模拟 被引量：1

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作者 吴石 刘丽霞 +4 位作者 邓辉球 贺新福 王东杰 曹金利 杨文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1241-1252,共12页

金属钨(W)及其合金作为未来聚变堆最具应用前景的面向等离子体结构材料(PFMs),其服役性能直接影响聚变堆长期服役的安全性,辐照诱导W及其合金内微结构演化导致的辐照脆化现象始终是限制其工程应用的关键因素。本文基于分子动力学计算结... 金属钨(W)及其合金作为未来聚变堆最具应用前景的面向等离子体结构材料(PFMs),其服役性能直接影响聚变堆长期服役的安全性,辐照诱导W及其合金内微结构演化导致的辐照脆化现象始终是限制其工程应用的关键因素。本文基于分子动力学计算结果,进一步完善了辐照诱导材料微结构演化行为的团簇动力学模型,采用更加完备的物理模型描述材料内辐照缺陷的产生行为,并进一步探讨了W基体内辐照缺陷产生过程对微结构演化行为的影响。模拟结果表明,高能初始离位原子(PKA)诱发级联碰撞直接产生的缺陷团簇是W内位错环、空洞演化中最重要的形核机制;非均匀形核所产生的间隙团簇的扩散行为对位错环的长大行为有重要影响,会导致位错环尺寸分布中出现亚尖峰与台阶状形貌。 展开更多

关键词 团簇动力学 钨 辐照损伤 微结构演化

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Al-Mg-(Si)-(Sc)-(Zr)合金时效初期微结构演化的模拟研究 被引量：1

7

作者 高英俊 苏义勇 +2 位作者 李建勋 易杰 张丽娜 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2008年第4期408-412,共5页

运用蒙特卡罗方法计算模拟了加入微合金元素Si,Sc和Zr的Al-Mg合金时效初期微结构的演化过程,分析了微结构演化过程中溶质原子偏聚的特征及其与空位的相互作用;对Si,Sc和Zi与空位复合体的尺寸及空位周围原子的概率分布进行讨论,揭示了空... 运用蒙特卡罗方法计算模拟了加入微合金元素Si,Sc和Zr的Al-Mg合金时效初期微结构的演化过程,分析了微结构演化过程中溶质原子偏聚的特征及其与空位的相互作用;对Si,Sc和Zi与空位复合体的尺寸及空位周围原子的概率分布进行讨论,揭示了空位作用的机理. 展开更多

关键词 Monte—Carlo方法 微结构演化 铝镁合金

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Al-Cu-(Si)-(Sc)-(Zr)合金时效初期微结构演化模拟分析 被引量：1

8

作者 刘奕新 李建勋 +2 位作者 易杰 苏义勇 张丽娜 《广西科学》 CAS 2009年第1期60-63,共4页

运用蒙特卡罗方法计算模拟加入微合金元素Si,Sc和Zr的Al-Cu合金时效初期微结构的演化过程,分析微结构演化过程中溶质原子偏聚的特征及其与空位的相互作用,讨论Si,Sc,Zi与空位复合体的尺寸及空位周围原子的概率分布。结果表明,Sc原子与... 运用蒙特卡罗方法计算模拟加入微合金元素Si,Sc和Zr的Al-Cu合金时效初期微结构的演化过程,分析微结构演化过程中溶质原子偏聚的特征及其与空位的相互作用,讨论Si,Sc,Zi与空位复合体的尺寸及空位周围原子的概率分布。结果表明,Sc原子与空位之间存在较强的相互吸引作用,使得合金中空位的可动性降低,Cu原子赖以扩散的空位急剧减少,从而导致Cu原子簇丛聚程度大幅度降低;微量的Si使Al-Cu-(Si)合金中的空位明显减少,而且Sc与空位的强烈相互作用也使得空位团簇化加剧。 展开更多

关键词 合金 铝铜合金 微结构演化 MONTE-CARLO方法

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增材制造微结构演化及疲劳分散性计算 被引量：13

9

作者 易敏 常珂 +4 位作者 梁晨光 周留成 杨阳祎玮 易新 胥柏香 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3263-3273,共11页

为了预测增材制造中工艺参数-微结构-力学性能之间的关联规律,提出了集成离散元、相场模拟、晶体塑性有限元和极值概率理论的计算方法,揭示了激光扫描速度对微结构演化、屈服应力和疲劳分散性的影响.首先,采用离散元实现了重力作用下粉... 为了预测增材制造中工艺参数-微结构-力学性能之间的关联规律,提出了集成离散元、相场模拟、晶体塑性有限元和极值概率理论的计算方法,揭示了激光扫描速度对微结构演化、屈服应力和疲劳分散性的影响.首先,采用离散元实现了重力作用下粉床在已凝固层表面上的逐层铺设;其次,通过热-熔体-微结构耦合的非等温相场模拟,获得了熔体、气孔、晶界、晶粒取向等的时空演化以及最终形成的多晶微结构;然后,应用晶体塑性有限元计算了增材制造多晶微结构的宏观力学响应,并得到表征疲劳裂纹萌生驱动力的疲劳指示参数(FIP);最后,采用极值概率理论分析了增材制造多晶微结构的FIP极值分布规律及疲劳分散性.以316L不锈钢选区激光熔化增材制造为例的计算结果表明:增材制造微结构的宏观屈服强度随激光扫描速度的增加而降低,且呈各向异性;FIP极值符合Gumbel极值分布规律,激光扫描速度增加可降低增材制造微结构疲劳分散性,但会导致FIP极值升高,使得疲劳裂纹萌生驱动力增加,疲劳寿命降低. 展开更多

关键词 增材制造 相场模拟 微结构演化 疲劳分散性 疲劳指示参数 晶体塑性

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压实黄土在固结和剪切过程中的微结构演化 被引量：1

10

作者 肖涛 李萍 邵生俊 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期99-104,共6页

为了解压实黄土在固结和剪切过程中微结构的演化过程,运用三轴试验和MIP技术,得出不同应力应变状态的压实黄土试样的孔径分布曲线,通过分析压实土样的孔径分布特征,研究压实黄土在固结和剪切过程中的微结构演化规律。结果显示,该压实黄... 为了解压实黄土在固结和剪切过程中微结构的演化过程,运用三轴试验和MIP技术,得出不同应力应变状态的压实黄土试样的孔径分布曲线,通过分析压实土样的孔径分布特征,研究压实黄土在固结和剪切过程中的微结构演化规律。结果显示,该压实黄土在剪应力作用下表现为强烈的剪缩特性,固结和剪切阶段的孔径分布演化规律相似,粒内孔隙没有受到影响,只有粒间孔隙被压缩。另外,基于孔径分布曲线,利用分形理论计算得出的试样孔隙体积分形维数变化不大,表明在固结和剪切过程中,孔隙表面的粗糙程度变化不大,且试样的分形维数和孔隙比、轴向应变之间无明显相关关系。研究结果说明了压实黄土的力学响应是集粒间相互作用的结果,而非颗粒与颗粒之间相互作用的结果。 展开更多

关键词 压实黄土 微结构演化 孔径分布曲线 力学响应 分形维数

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应力作用下NiTi形状记忆合金微结构演化的相场模拟及其本征应变率敏感性 被引量：1

11

作者 席尚宾 苏煜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期64-76,共13页

基于Ginzburg-Landau动力学控制方程建立了NiTi形状记忆合金非等温相场模型,实现了对NiTi合金内应力诱导马氏体相变的数值模拟。同时将晶界能密度引入系统局部自由能密度,从而考虑多晶系统中晶界的重要作用。数值计算了单晶和多晶NiTi... 基于Ginzburg-Landau动力学控制方程建立了NiTi形状记忆合金非等温相场模型,实现了对NiTi合金内应力诱导马氏体相变的数值模拟。同时将晶界能密度引入系统局部自由能密度,从而考虑多晶系统中晶界的重要作用。数值计算了单晶和多晶NiTi形状记忆合金在单轴机械载荷作用下微结构的动态演化过程和宏观力学行为,并重点研究了晶粒尺寸为60 nm的NiTi纳米多晶在低应变率下(0.000 5~15 s-1)力学行为的本征应变率敏感性。研究结果表明,单晶NiTi合金系统高温拉伸-卸载过程中马氏体相变均匀发生,未形成奥氏体-马氏体界面。而纳米多晶系统在加载阶段出现了马氏体带的形成-扩展现象,在卸载阶段出现了马氏体带的收缩-消失现象。相同外载作用过程中,NiTi单晶系统的宏观应力-应变曲线具有更大的滞回环面积,拥有更优的超弹性变形能力。计算结果显示,在中低应变率下纳米晶NiTi形状记忆合金应力-应变关系表现出较明显的应变率相关性,应变率升高导致材料相变应力提升。这一应变率相关性主要源于相场模型中外加载荷速率与马氏体空间演化速度的相互竞争关系。 展开更多

关键词 NITI形状记忆合金 超弹性 应变率 相场模拟 本征应变率敏感性 微结构演化

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碳化硼固相烧结微观结构演化的同步辐射CT观测 被引量：6

12

作者 许峰 胡小方 +3 位作者 卢斌 赵建华 伍小平 袁清习 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期175-181,共7页

利用同步辐射CT(SR-CT)技术,在碳化硼陶瓷样品烧结过程中对其进行实时投影成像,并应用滤波反投影算法和数字图像处理技术,得到了样品在整个烧结过程中内部微结构演化的二维和三维重建图像,实现了对陶瓷固相烧结过程实时、无损的观测.通... 利用同步辐射CT(SR-CT)技术,在碳化硼陶瓷样品烧结过程中对其进行实时投影成像,并应用滤波反投影算法和数字图像处理技术,得到了样品在整个烧结过程中内部微结构演化的二维和三维重建图像,实现了对陶瓷固相烧结过程实时、无损的观测.通过重建图像清晰观测到了陶瓷样品在烧结三个阶段中颗粒接触、烧结颈形成、晶粒和气孔长大、气孔球化并收缩等烧结现象;统计了样品在不同烧结时刻的孔隙率,得到了孔隙率随烧结时间和烧结时间对数的变化曲线,并根据曲线分析了样品在不同烧结时刻致密化速率的变化,得到了烧结中期孔隙率和时间对数的线性关系.实验结果和现有烧结理论相吻合,并为进一步完善烧结理论以及建立扩散和本构模型提供了有效的实验数据. 展开更多

关键词 陶瓷 固相烧结 同步辐射CT 微结构演化

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基于离散位错动力学的纳米层状铜异质结构诱导协同强化研究

13

作者 张逸安 陆宋江 +3 位作者 赵建锋 陆晓翀 刘宝玺 张旭 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期140-150,共11页

利用三维多尺度离散位错动力学(DDD)方法对粗/细晶交替的纳米层状铜力学行为及其变形机制进行了研究。在多尺度DDD框架内分别构筑了粗/细晶叠层的多晶模型和对应的粗晶、细晶多晶模型,并采用基于粗粒化方法的位错穿透晶界模型描述了位... 利用三维多尺度离散位错动力学(DDD)方法对粗/细晶交替的纳米层状铜力学行为及其变形机制进行了研究。在多尺度DDD框架内分别构筑了粗/细晶叠层的多晶模型和对应的粗晶、细晶多晶模型,并采用基于粗粒化方法的位错穿透晶界模型描述了位错与晶界之间的相互作用。单轴拉伸模拟结果表明,层状材料的屈服应力和应变硬化均大于混合法则预测值,表明层状结构诱导了额外强化。进一步的微观结构演化分析表明,在层状材料中,位错在粗晶和细晶中激活并滑移,细晶中位错开动以后很快就会被晶界阻碍,而粗晶中的位错则会滑过整个粗晶层产生更大的塑性应变,从而诱发粗晶层和细晶层间产生应变分配。界面处的应变梯度促进几何必需位错累积,并产生异质变形诱导(HDI)强化。因此,纳米层状铜表现出更强的包辛格效应。 展开更多

关键词 离散位错动力学 层状材料 微结构演化 塑性行为 包辛格效应

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陶瓷烧结过程孔隙演化的二维相场模拟 被引量：17

14

作者 景晓宁 倪勇 +1 位作者 何陵辉 赵建华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期1078-1082,共5页

采用二维相场模型模拟陶瓷烧结过程中颗粒间孔隙的演化过程.选取四方堆积颗粒间气孔作为对象.通过连续的密度场和长程取向场（LRO）描述烧结体的微结构,密度场的演化由Cahn-Hillard（CH）方程控制,而颗粒的取向场演化由时间相关的Ginzbu... 采用二维相场模型模拟陶瓷烧结过程中颗粒间孔隙的演化过程.选取四方堆积颗粒间气孔作为对象.通过连续的密度场和长程取向场（LRO）描述烧结体的微结构,密度场的演化由Cahn-Hillard（CH）方程控制,而颗粒的取向场演化由时间相关的Ginzburg-Laudau（TDGL）方程控制.上述非线性演化方程利用半隐傅立叶频域法求解.模拟结果反映了颗粒间接触,烧结颈生长和气孔球化的微观过程.量化计算烧结颈生长率以及在不同晶界和表面迁移率比值时的烧结率,较好地符合理论分析的趋势. 展开更多

关键词 二维相场模拟 陶瓷 烧结 孔隙 微结构演化 扩散相场模型

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基于离散元与相场法的激光选区熔化数值模拟

15

作者 常珂 梁晨光 易敏 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期830-836,共7页

在激光选区熔化制造过程中,多物理场耦合特征明显,涉及传热、相变、熔池流动以及晶粒生长等复杂的物理现象,给质量调控带来了极大挑战。本文基于离散元法与相场法,提出了集成粉床-熔池-微结构演化的计算框架,实现激光选区熔化的高保真... 在激光选区熔化制造过程中,多物理场耦合特征明显,涉及传热、相变、熔池流动以及晶粒生长等复杂的物理现象,给质量调控带来了极大挑战。本文基于离散元法与相场法,提出了集成粉床-熔池-微结构演化的计算框架,实现激光选区熔化的高保真数值模拟。首先,采用离散元模拟了辊筒铺粉过程,讨论了铺粉工艺参数对粉床质量的影响;其次,提出了热-流-微结构耦合的非等温相场模型,验证了相场模拟计算研究熔池气液两相流动行为的可行性,并研究了反冲压力和马兰戈尼效应对熔池行为的影响;最后,实现了铺粉-单层扫描的全过程仿真,再现了激光选区熔化过程中熔池的流动、凝固以及晶粒演化等现象。 展开更多

关键词 激光选区熔化 铺粉 相场法 熔池 微结构演化

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RAFM钢中氚氦行为的研究进展 被引量：5

16

作者 何伟波 陈长安 +2 位作者 王佳佳 向鑫 帅茂兵 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第17期101-105,共5页

低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢是未来磁约束核聚变堆产氚包层推荐的主体结构材料,将在ITER实验包层模块中进行考核。氚及氚衰变氦-3在RAFM钢中的驻留行为将影响所产生氚的有效利用并导致材料的结构损伤,因此RAFM钢的涉氚相容性是其最终... 低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢是未来磁约束核聚变堆产氚包层推荐的主体结构材料,将在ITER实验包层模块中进行考核。氚及氚衰变氦-3在RAFM钢中的驻留行为将影响所产生氚的有效利用并导致材料的结构损伤,因此RAFM钢的涉氚相容性是其最终应用于聚变堆结构材料之前必须考核的问题之一。总结了国内外对RAFM钢的氚氦相容性研究进展情况,提出了一些要解决的关键问题和将来的研究方向。 展开更多

关键词 低活化铁素体/马氏体钢 氚氦损伤 微结构演化

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强力旋压制备超细晶筒形件的可行性研究 被引量：3

17

作者 杨保健 夏琴香 程秀全 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B11期266-269,共4页

基于强烈冷塑性变形理论,探索了强力旋压制备超细晶筒形件的工艺方案,研究了20钢钢管强力旋压工艺对旋压件微观组织结构和力学性能的影响,从实验的角度探讨分析了强力旋压获得超细晶块体金属材料的可行性。实验结果显示,通过"多道... 基于强烈冷塑性变形理论,探索了强力旋压制备超细晶筒形件的工艺方案,研究了20钢钢管强力旋压工艺对旋压件微观组织结构和力学性能的影响,从实验的角度探讨分析了强力旋压获得超细晶块体金属材料的可行性。实验结果显示,通过"多道次强旋—静态再结晶—终旋—再结晶退火"的方案制备的筒形件晶粒为<1μm的等轴晶,且筒形件外形特征尺寸精度较高,其综合力学性能也得到一定提高,初步从实验的角度验证了强力旋压制备超细晶筒形件是可行的。 展开更多

关键词 强力旋压 超细晶 筒形件 微结构演化 力学性能

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空气下光诱导有机金属卤化钙钛矿薄膜的降解机理 被引量：7

18

作者 葛杨 牟许霖 +1 位作者 卢岳 隋曼龄 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期26-34,共9页

近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察... 近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察、晶体结构及元素成分表征,详细研究了杂化钙钛矿CH3NH3PbI3薄膜在光照以及空气共同作用下的降解机理。研究发现,光诱导下CH3NH3PbI3薄膜会与空气中的氧气发生交互作用,同时生成六方晶态PbI2甚至氧化为非晶态化合物PbI2-2xOx (0.4 <x <0.6),而其衰减位点主要存在于薄膜与空气接触的表面。降解过程中,由于存在着挥发性分解产物(I2,CH3NH2)的大量丢失,薄膜的表面会产生许多小孔洞,继而形成一种蜂窝状的介孔衰竭通道。而这种衰竭方式主要与光照下钙钛矿中光生电子与氧气结合形成超氧根自由基(O2·-)有关,该基团诱导了CH3NH3PbI3向PbI2和非晶氧化态的转变。本文揭示了空气中光照诱导钙钛矿薄膜的降解机理,这将为未来设计和优化更稳定的钙钛矿太阳能电池提供全面的实验数据与理论支持。 展开更多

关键词 钙钛矿薄膜 光氧降解 透射电子显微镜 微结构演化 非晶相

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电流辅助烧结过程的多物理场耦合体系模拟 被引量：2

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作者 谭树林 张晓敏 +2 位作者 赵志鹏 邬周志 张恒嘉 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期414-422,共9页

通过建立热–力–电–扩散强耦合结合相场模型的控制方程,对碳化硅材料的电流辅助烧结致密化机理进行了模拟研究,其中考虑了以下三个方面的影响:电流密度对烧结激活能的影响通过扩散系数引入耦合方程,在模拟中实现了活化作用实时影响扩... 通过建立热–力–电–扩散强耦合结合相场模型的控制方程,对碳化硅材料的电流辅助烧结致密化机理进行了模拟研究,其中考虑了以下三个方面的影响:电流密度对烧结激活能的影响通过扩散系数引入耦合方程,在模拟中实现了活化作用实时影响扩散行为;碳化硅材料电导率与温度变化的关系;通过碳化硅烧结宏观有限元计算给出微结构演化的电流与温度边界条件。在该耦合理论体系下,对不同温升率的微结构演化全过程进行了模拟,计算所得的致密化曲线均与实验结果相符。模拟结果表明,在电流辅助烧结中,活化作用可极大促进致密化过程;提高温升率使得扩散驱动力增大,进而提高致密化速率。 展开更多

关键词 烧结 耦合 相场 激活能 微结构演化

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实体动力学蒙特卡罗方法在核材料辐照损伤模拟中的应用 被引量：1

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作者 潘卓楠 杨章灿 +1 位作者 周洪波 吕广宏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期62-75,共14页

实体动力学蒙特卡罗(OKMC)方法是模拟材料辐照微结构演化的有效工具,能够在保留缺陷空间关联性的前提下处理缺陷的扩散和缺陷之间的相互作用,并且具有足够大的时空尺度,使其模拟结果能够与实验值进行直接对比。本文首先详细地介绍了OKM... 实体动力学蒙特卡罗(OKMC)方法是模拟材料辐照微结构演化的有效工具,能够在保留缺陷空间关联性的前提下处理缺陷的扩散和缺陷之间的相互作用,并且具有足够大的时空尺度,使其模拟结果能够与实验值进行直接对比。本文首先详细地介绍了OKMC方法和模型的构建。然后在不同时空尺度下,通过具体实例介绍了OKMC在缺陷阱吸收强度、级联内退火模拟、反应堆压力容器钢的脆化机理研究、杂质对微结构演化作用、空洞阵列模拟等材料辐照模拟方面的应用,并讨论了OKMC方法的优劣和未来发展可能需要解决的问题。结果表明,OKMC方法具备准确、灵活和大时空尺度的特征,可有效地应用于核材料辐照损伤模拟。另外,算法的并行化、如何解决OKMC方法对事件库的依赖从而使其可模拟更加复杂的系统、如何与其他尺度的方法结合是未来OKMC方法发展所需要克服的挑战。 展开更多

关键词 OKMC 微结构演化模拟 核材料 多尺度计算机模拟 聚变

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