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《西北工业大学》 2001年
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纳米材料的力学性能

雷秀娟  
【摘要】: 近年来,纳米晶体材料和纳米复合材料作为一种新型材料已引起世界范围的 广泛关注,纳米技术将成为二十一世纪的主流技术。对于这一具有挑战性的课题, 在力学及其它很多领域已对其奇特性、有用性和广泛前景作了大量研究。目前纳 米材料极受重视,因为它们有很多不寻常的性能,如高的强度、硬度、超塑性及 特殊的显微结构。材料中的超细晶粒引起大量晶界及晶界原子的剧烈摩擦。与粗 晶材料的区别在于,当材料到达纳米级,传统的塑性好的金属材料将变强变硬, 而陶瓷材料则表现出超塑性。一些纳米材料兼有力学和功能方面的优良性能。这 将对传统力学产生很大影响。 此论文的目的主要是研究纳米材料的制备工艺及力学性能。这两方面分五个 部分来论述。 第一部分:综述国内外在这方面的研究概况,并指出此论文的研究目的、内 容、方法及意义。 第二部分:讨论了纳米复合材料的制备工艺。采用两种制备方法:粉末冶金 法和机械合金化法。在实验的基础上,还研究了纳米复合材料的力学性能。 第三部分:为研究纳米复合材料的强化机理,提出了内晶颗粒残余应力强化 模型。并对Al_2O_3-Cu纳米复合材料的残余应力进行了估算。该模型很好地解释 了纳米复合材料的强度随强化粒子含量的变化规律。 第四部分:采用有限元分析方法,对纳米颗粒填充复合材料应力分布作了分 析。考虑粒子间的相互作用后,给出了相应的应力场分布形式。 第五部分:建立纳米材料力学性能与晶粒尺寸之间的关系,也即Hall-Petch 关系。众所周知,纳米晶体材料的硬度比H-P关系所预测的要低,甚至出现负斜 率。为了阐明此问题,把纳米晶体材料等效成由晶粒和晶间界面夹杂组成的复合 材料,对其屈服应力特征作了详细讨论。此模型很好地解释了纳米晶体材料的尺 寸效应。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TB383

【引证文献】
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【同被引文献】
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