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增材制造成形件中位错的研究进展
1
作者 田根 王文宇 +4 位作者 王晓明 赵阳 韩国峰 任智强 朱胜 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期160-170,共11页
增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素。为深层次理解增材制造性能影响的本质... 增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素。为深层次理解增材制造性能影响的本质机制,需进一步了解增材制造成形件中的位错特点。本文基于近年来增材制造成形件中位错的研究成果,梳理了位错的起源、特征和密度,分析了位错对强度等性能的影响。与传统制造相比,增材制造成形过程中因固有的循环加热-冷却而造成的压缩-拉伸应力循环使得增材制造成形件中的位错具有独特的结构和性质。在塑性变形中,位错随应变变化明显,不同的初始位错影响成形件对应变的响应;增材制造成形件中测量的位错密度高于锻件或铸件,不同位置、不同形状的位错密度也存在一定的差异;位错强化是增材制造成形件中的主要强化作用,与此同时,在钢的成形件中,位错还可诱发马氏体相变,促使再结晶,另外还影响成形件的腐蚀、蠕变和氢脆等。 展开更多
关键词 增材制造 位错结构 位错特性 位错密度 位错强化
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位错理论与加工硬化研究大师Nabarro教授与Kuhlmann-Wilsdorf教授
2
作者 杨平 《金属世界》 CAS 2024年第2期33-41,共9页
位错研究大师Nabarro和Kuhlmann-Wilsdorf都来过北京科技大学进行学术交流。两人有着十分密切的关系,同时存在学术上不同的观点。他们的学术成就不同程度地在材料科学基础课程中出现过。本文首先简单介绍两人的科学贡献,然后从课程教学... 位错研究大师Nabarro和Kuhlmann-Wilsdorf都来过北京科技大学进行学术交流。两人有着十分密切的关系,同时存在学术上不同的观点。他们的学术成就不同程度地在材料科学基础课程中出现过。本文首先简单介绍两人的科学贡献,然后从课程教学的角度讨论了两人与课程中一些知识点的联系,希望能帮助相关专业课程学习者和授课教师从更深层理解相关知识点及背后的历史背景,将人文历史与专业理论有机结合,促进课程学习、促进教学与科研。 展开更多
关键词 深层理解 教学与科研 位错理论 加工硬化 授课教师 学术交流 学术成就 课程学习
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基于Cr-O-C钝化层改变多晶Cu表面能和表层位错的脱模力与脱模精度
3
作者 田振岐 杨光 +1 位作者 陈菊 李波 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期205-215,共11页
Cr-O-C钝化层可以提高精密电铸脱模精度,但Cr-O-C钝化层对基底表面的钝化规律和对表层的影响尚未清楚。利用分子动力学方法,在多晶Cu表面沉积离散的Cr、O和C原子,获得不同比例和数量的Cr-O-C钝化层。计算结果表明,不同比例的Cr、O和C原... Cr-O-C钝化层可以提高精密电铸脱模精度,但Cr-O-C钝化层对基底表面的钝化规律和对表层的影响尚未清楚。利用分子动力学方法,在多晶Cu表面沉积离散的Cr、O和C原子,获得不同比例和数量的Cr-O-C钝化层。计算结果表明,不同比例的Cr、O和C原子均可以大幅降低多晶Cu的表面能;随着原子数量的增加,多晶Cu的表面能呈下降趋势;Cr-O-C钝化层增加了多晶Cu表层的位错密度;新增加的位错以Shockley位错为主;在一定沉积原子数量内,位错密度有极值。在多晶Cu表面电沉积不同密度的Cr、O和C原子,通过接触角测试验证了Cr-O-C钝化层降低多晶Cu表面能的结论。电沉积脱模强度和脱模表面粗糙度结果显示,随着沉积原子数的增加,脱模强度和脱模表面粗糙度均降低。研究结果可为利用离散Cr-O-C界面辅助精密电铸脱模提供一种解释。 展开更多
关键词 Cr-O-C界面 多晶Cu 表面能 位错 脱模 分子动力学
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氨热法GaN单晶生长的位错密度演变研究
4
作者 夏政辉 李腾坤 +6 位作者 任国强 解凯贺 卢文浩 李韶哲 郑树楠 高晓冬 徐科 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期480-486,共7页
氮化镓单晶具有高击穿电压、直接带隙、高饱和电子漂移速率、良好的化学稳定性等特性,在光电子器件和大功率电子器件中有广泛的应用。然而异质外延氮化镓会产生高位错密度,限制了氮化镓基器件的性能发挥。本研究以HVPE-GaN为籽晶,采用... 氮化镓单晶具有高击穿电压、直接带隙、高饱和电子漂移速率、良好的化学稳定性等特性,在光电子器件和大功率电子器件中有广泛的应用。然而异质外延氮化镓会产生高位错密度,限制了氮化镓基器件的性能发挥。本研究以HVPE-GaN为籽晶,采用氨热法生长了氮化镓单晶,利用扫描电子显微镜(SEM),光学显微镜和湿法腐蚀研究了氨热法氮化镓单晶籽晶区至侧向生长区的位错演变。研究结果表明,侧向生长区的氮化镓单晶位错密度明显低于籽晶区,侧向生长超过25μm后,位错密度降低2个数量级。 展开更多
关键词 氮化镓单晶 氨热法 侧向生长 位错密度 腐蚀坑
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三元层状正极材料中位错演变的电子显微分析
5
作者 韩笑 闫鹏飞 隋曼龄 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
锂电池层状过渡金属氧化物正极材料在循环过程中发生的体相衰退备受关注,但对其发生衰退的机理仍缺乏深度的理解。位错作为一种常见线缺陷普遍存在于原始和循环后的层状正极材料中,对材料的循环稳定性以及其它缺陷的产生(比如裂纹等)有... 锂电池层状过渡金属氧化物正极材料在循环过程中发生的体相衰退备受关注,但对其发生衰退的机理仍缺乏深度的理解。位错作为一种常见线缺陷普遍存在于原始和循环后的层状正极材料中,对材料的循环稳定性以及其它缺陷的产生(比如裂纹等)有重要影响,因而也对层状正极材料的电化学性能有重要影响。基于此,本文通过先进透射电子显微镜,从原子尺度揭示了层状正极材料中常见的三种不同类型位错(003)刃位错、(102)刃位错和(003)螺位错的原始构型及其在充放电循环后的演变。作者发现(003)刃位错的位错核在循环后会发生明显的晶格重构,而(102)刃位错和(003)螺位错具有稳定的位错核结构。电镜观察的统计结果表明(003)和(102)刃位错均可诱发裂纹产生。然而,(003)刃位错区域发生的重构,一方面会阻碍锂离子的扩散,影响其电化学性能;另一方面可以有效地钉扎位错滑移和裂纹形核,对材料的稳定性有积极的作用。研究结果有助于深入理解位错等缺陷对锂离子存储与迁移,以及正极材料稳定性的影响,对电池材料中的缺陷进行精准调控可以进一步改善其综合性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 三元层状氧化物正极 透射电子显微镜 位错 晶格
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基于FK-FE混合方法的位错点源作用下全过程结构地震反应模拟
6
作者 巴振宁 鲁世斌 +2 位作者 付继赛 梁建文 芦燕 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期184-198,共15页
基于区域缩减思想,集整基于精确动力刚度矩阵的频率波数域(FK)半解析方法和有限元(FE)数值方法各自优势(FK精确高效模拟一维波速结构地震波传播;FEM具有丰富单元和本构类型,可精细模拟工程结构地震反应),提出了一种从震源到工程结构全... 基于区域缩减思想,集整基于精确动力刚度矩阵的频率波数域(FK)半解析方法和有限元(FE)数值方法各自优势(FK精确高效模拟一维波速结构地震波传播;FEM具有丰富单元和本构类型,可精细模拟工程结构地震反应),提出了一种从震源到工程结构全过程地震反应模拟的FK-FE混合方法。并将FK代码作为插件二次开发到大型商业有限元软件ABAQUS中,实现了ABAQUS平台下从震源到工程结构的全过程宽频地震反应物理模拟。验证了FK-FE混合方法正确性,进而将其应用于位错点源作用下美国SAC机构设计的9层Benchmark抗弯钢框架结构全过程0 Hz~15 Hz宽频地震反应模拟,重点探讨了地壳层波速结构和近地表场地条件对框架结构地震反应的影响。研究表明:地壳层速度结构和场地类别对该结构的地震反应均有显著影响,地壳层速度结构3(较硬)相比速度结构1(较软),结构最大位移和层间位移角分别减小了22.7%和62.0%;Ⅱ类场地相较于Ⅳ类场地,结构最大位移和层间位移角分别减小了22.3%和44.7%。 展开更多
关键词 地震反应 位错点源 FK-FE混合方法 区域缩减 全过程模拟
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基于分布位错法对涂层裂纹力学行为的研究
7
作者 吴金波 孙奇 江晓禹 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期171-179,共9页
目的在单轴拉伸载荷下,用理论方法求解弹性涂层中裂纹的力学性质和相互影响。方法根据叠加原理,将问题分为2个子问题,使用分布位错原理求解裂纹问题,将裂纹建模为沿裂纹线分布的位错阵列,叠加后使用数值求解方法进行求解。结果得到了不... 目的在单轴拉伸载荷下,用理论方法求解弹性涂层中裂纹的力学性质和相互影响。方法根据叠加原理,将问题分为2个子问题,使用分布位错原理求解裂纹问题,将裂纹建模为沿裂纹线分布的位错阵列,叠加后使用数值求解方法进行求解。结果得到了不同涂层模量、不同裂纹长度下表面裂纹尖端的应力强度因子(SIF)和涂层界面应力。涂层与基底模量相差越大,表面裂纹越长,其界面应力越大。计算了不同方位下的微裂纹对表面裂纹的影响,给出了60°倾角微裂纹、2l/h=0.2和2l/h=0.04表面裂纹以及2a/h=0.01和2a/h=0.018表面裂纹的影响区域。分析了涂层内部倾斜裂纹对表面裂纹应力强度因子和扩展角的影响。内部倾斜裂纹尖端对表面裂纹尖端的等效应力强度因子(ESIF)有增强作用,两侧有减弱作用。结论较硬涂层对表面裂纹的扩展有增强作用,裂纹越长,受涂层模量对其应力强度因子的影响越大。微裂纹对表面裂纹的影响跟微裂纹位置、方向、长度和表面裂纹长度有关。表面裂纹附近的倾斜裂纹对表面裂纹的扩展具有吸引作用。 展开更多
关键词 涂层裂纹 分布位错 应力强度因子 界面应力 扩展方向
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Al-Cu-Li合金热变形特性与位错密度模型构建
8
作者 江余鹏 夏润泽 +2 位作者 杜瑞博 龚莉铭 王佳林 《铝加工》 CAS 2024年第2期32-37,共6页
通过等温压缩试验,研究热轧态Al-Cu-Li合金在温度为390~480℃、应变速率为0.01~1s^(-1)下的流变行为。基于热压缩流动应力数据构建了峰值应力Arrhenius本构模型,其平均相对误差绝对值(AARE)为4.612%。基于该模型数据,采用K-M模型以及Tay... 通过等温压缩试验,研究热轧态Al-Cu-Li合金在温度为390~480℃、应变速率为0.01~1s^(-1)下的流变行为。基于热压缩流动应力数据构建了峰值应力Arrhenius本构模型,其平均相对误差绝对值(AARE)为4.612%。基于该模型数据,采用K-M模型以及Taylor关系式建立了耦合温度、应变速率、峰值应力、峰值应变的位错密度模型。该模型AARE值为5.926%,具有较高精度,为准确描述Al-Cu-Li合金在热变形过程中的位错密度演变提供参考。 展开更多
关键词 AL-CU-LI合金 热变形 本构模型 位错密度模型
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4H-SiC贯穿型位错及其密度分布的表征方法优化
9
作者 章宇 陈诺夫 +3 位作者 张芳 余雯静 胡文瑞 陈吉堃 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第11期977-984,共8页
目前用来揭示SiC的贯穿型位错缺陷的表征方法主要是湿法碱腐蚀,但现阶段利用KOH腐蚀4H-SiC晶片的腐蚀参数各不相同,腐蚀结果也有待优化。研究了熔融KOH对4H-SiC晶片的腐蚀形貌,利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观测腐蚀晶片,发现4H-... 目前用来揭示SiC的贯穿型位错缺陷的表征方法主要是湿法碱腐蚀,但现阶段利用KOH腐蚀4H-SiC晶片的腐蚀参数各不相同,腐蚀结果也有待优化。研究了熔融KOH对4H-SiC晶片的腐蚀形貌,利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观测腐蚀晶片,发现4H-SiC晶片在500℃熔融KOH中腐蚀20 min效果为最优。在此基础上研究分析了半绝缘4H-SiC晶片的贯穿型位错的密度和分布。结果表明,半绝缘型SiC晶片中贯穿型位错密度的分布具有一定的规律性,呈现出从晶片中心区域向晶片边缘处增长的特性,而这可能源于在物理气相传输法下SiC单晶生长不同区域产生的热应力不同。 展开更多
关键词 SIC 湿法腐蚀 贯穿型位错 位错密度 位错缺陷分布
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Nd,Y∶SrF_(2)激光晶体的位错缺陷表征及分布研究
10
作者 王迪 汤港 +5 位作者 张博 王墉哲 张中晗 姜大朋 寇华敏 苏良碧 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1208-1218,共11页
氟化物激光晶体Nd,Y∶SrF_(2)(NYSF)具有热导率高、发射光谱宽、发射截面适中等特点,在高功率激光技术领域具有重要应用。激光晶体中的位错是反映其晶格完整性的一类重要的微观晶体缺陷,对晶体材料的力学、光学性能具有重要影响。本文... 氟化物激光晶体Nd,Y∶SrF_(2)(NYSF)具有热导率高、发射光谱宽、发射截面适中等特点,在高功率激光技术领域具有重要应用。激光晶体中的位错是反映其晶格完整性的一类重要的微观晶体缺陷,对晶体材料的力学、光学性能具有重要影响。本文采用坩埚下降法制备了NYSF激光晶体,分析了腐蚀实验条件对位错蚀坑形貌的影响,获得了化学腐蚀法研究NYSF晶体位错缺陷的最佳腐蚀工艺,即浓度为4 mol/L的盐酸溶液作为腐蚀液,腐蚀温度为60℃、腐蚀时间为9~12 min;表征了位错腐蚀坑形态的演变过程,探讨了晶格原子排列对位错蚀坑形态的影响;利用化学腐蚀方法表征了位错缺陷在晶体中的分布规律,即轴向分布为从放肩到尾部先减少后增加,径向分布为从中心到边缘逐步增加;分析了晶体生长条件对位错缺陷形成的影响,提出了位错密度随坩埚下降速率的提高而升高的可能原因。 展开更多
关键词 Nd Y∶SrF_(2) 激光晶体 氟化物晶体 坩埚下降法 位错 位错蚀坑形貌 晶体缺陷
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金属镁非共面位错相互作用强度的位错动力学模拟
11
作者 李赛毅 张磊 杨继翔 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3048-3057,共10页
采用位错动力学方法模拟金属镁在塑性变形过程中的基面、柱面及一阶锥面<a>位错非共面相互作用,利用扩展Taylor硬化方程计算潜硬化系数,探讨位错相互作用强度及其影响因素。研究结果表明,位错相互作用强度随滑移机制以及主滑移系... 采用位错动力学方法模拟金属镁在塑性变形过程中的基面、柱面及一阶锥面<a>位错非共面相互作用,利用扩展Taylor硬化方程计算潜硬化系数,探讨位错相互作用强度及其影响因素。研究结果表明,位错相互作用强度随滑移机制以及主滑移系与林滑移系的交换而变化,表现出显著的各向异性和非对称性。共线基面/柱面相互作用最强,非共线柱面/基面相互作用最弱,相应的潜硬化系数分别为0.43和0.11。共线相互作用下主位错长度由于位错湮灭明显比非共线相互作用下的小,非共线作用下则形成大量位错交结或交叉态位错。虽然共线相互作用总体上略强于非共线作用,但特定主位错−林位错相互作用对的共线与非共线作用相对强弱随非共线作用下形成的交结性质而变化。当非共线相互作用形成固着交结或交叉态时,非共线作用强度高于共线作用强度,而当形成的交结为可动交结时则弱于共线作用强度。充分考虑位错可动性及摩擦阻力的差异是有效预测位错相互作用强度及其各向异性的重要前提。 展开更多
关键词 位错动力学 潜硬化 交结 滑移 位错相互作用
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基于Burgers向量提取与分析的改进PRD算法在位错环模拟中的应用
12
作者 徐鑫铖 聂宁明 +5 位作者 王瑾 贺新福 曾艳 张纪林 王珏 万健 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1614-1624,共11页
RAFM钢经中子辐照后会产生两种类型的间隙位错环(1/2〈111〉环和〈100〉环),导致长时间服役后出现辐照硬化与脆化现象,因此理清不同类型位错环的形成与转变过程对材料微结构演化及性能预测具有重要意义。本文基于加速分子动力学中的并... RAFM钢经中子辐照后会产生两种类型的间隙位错环(1/2〈111〉环和〈100〉环),导致长时间服役后出现辐照硬化与脆化现象,因此理清不同类型位错环的形成与转变过程对材料微结构演化及性能预测具有重要意义。本文基于加速分子动力学中的并行副本复制法(PRD),通过分析位错环转变的机理特性,提取Burgers向量,改进了PRD在位错环模拟上的应用,实现了〈100〉环向1/2〈111〉环的加速转变现象模拟。结果表明:在1000 K下,采用改进PRD算法程序进行模拟,小尺寸〈100〉环会发生向1/2〈111〉环的转变,转变时间比传统分子动力学方法更快;大尺寸〈100〉环会出现〈100〉位错段和1/2〈111〉位错段共存的状态,甚至在带有Ni溶质元素的〈100〉环中还发现了完全转变到1/2〈111〉位错环的现象。此外,对程序模拟的准确性进行验证并分析评估了加速性能与并行性能,通过与原PRD算法对比,发现其并行效率远高于原PRD,并行效率在90%左右,且并行规模的增加对于并行性的影响不大,可以很好地进行大规模并行扩展。 展开更多
关键词 位错环 Burgers向量 加速分子动力学 大规模并行计算 位错环转变
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基于位错模型的增材制造构件疲劳裂纹萌生行为 被引量：1
13
作者 赵洋洋 林可欣 +1 位作者 王颖 龚宝明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1-8,I0003,共9页
选区激光熔化的制造过程不可避免地会在构件内部和表面产生缺陷,如何从“合于使用”的角度评价缺陷微观尺度扩展行为对结构寿命周期服役完整性的影响是目前亟需解决的主要问题之一.为了定量揭示疲劳裂纹萌生行为,借助Tanaka-Mura位错模... 选区激光熔化的制造过程不可避免地会在构件内部和表面产生缺陷,如何从“合于使用”的角度评价缺陷微观尺度扩展行为对结构寿命周期服役完整性的影响是目前亟需解决的主要问题之一.为了定量揭示疲劳裂纹萌生行为,借助Tanaka-Mura位错模型描述选区激光熔化成形GH3536合金的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展情况,分析由于缺陷位置、缺陷尺寸和缺陷类型等导致疲劳裂纹的表面和内部萌生的竞争情况.结果表明,随着缺陷距表面距离的减小或等效缺陷尺寸的增加,疲劳失效模式由表面变为内部失效;选区激光熔化成形GH3536存在对应条件下的损伤容限,当缺陷尺寸较小时,构件的裂纹萌生模式不发生变化,但随着缺陷数量增多,疲劳短裂纹的扩展路径发生多次偏转且萌生寿命明显降低.创新点:(1)建立了跨尺度裂纹扩展有限元模型,量化研究了选区激光熔化成形GH3536合金的疲劳裂纹萌生及短裂纹扩展情况.(2)分析了疲劳裂纹的表面和内部萌生的竞争机制与缺陷位置、尺寸和缺陷类型等之间的关系. 展开更多
关键词 选区激光熔化 GH3536合金 位错模型 有限元模拟 疲劳裂纹萌生
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晶体相场法研究小角晶界<100>位错芯的扩展演化
14
作者 易小爱 黄宗吉 +3 位作者 廖坤 邓芊芊 李依轩 高英俊 《广西科学》 CAS 北大核心 2023年第2期347-354,共8页
位错扩展对材料的性能有重要影响。本文应用晶体相场(PFC)法模拟体心立方(BCC)晶体的双晶晶界在施加双轴应变下,晶界的<100>位错芯的扩展现象。研究发现,晶界的<100>位错芯区域出现空位,从而给位错芯的扩展提供了条件。研... 位错扩展对材料的性能有重要影响。本文应用晶体相场(PFC)法模拟体心立方(BCC)晶体的双晶晶界在施加双轴应变下,晶界的<100>位错芯的扩展现象。研究发现,晶界的<100>位错芯区域出现空位,从而给位错芯的扩展提供了条件。研究表明:随着应变量的增加,<100>位错发生分解反应,位错芯从单个刃位错分解成两个混合位错,然后,两个相邻的位错芯扩展成一个整体。这个大位错芯里包括4个柏氏矢量不同的1/2<111>位错,晶界的<100>位错的分解反应与这个1/2<111>位错相关,应变场分析表明<100>位错芯扩展时出现应变集中。 展开更多
关键词 晶体相场法 <100>位错芯 小角晶界 位错反应 应变场
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Zr/(Sc+Zr)微合金化对Al-Mg合金在热压缩变形中动态再结晶、位错密度和热加工性能的影响
15
作者 邓英 朱鑫文 +4 位作者 赖毅 郭一帆 傅乐 徐国富 黄继武 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第3期668-682,共15页
采用热压缩试验和电子显微分析方法研究Al-6.00Mg、Al-6.00Mg-0.10Zr和Al-6.00Mg-0.25Sc-0.10Zr (质量分数,%)合金的变形行为和显微组织特征。结果表明,在最大加工效率条件(673 K,0.01 s^(-1))下变形时,Al-6.00Mg、Al-6.00Mg-0.10Zr和Al... 采用热压缩试验和电子显微分析方法研究Al-6.00Mg、Al-6.00Mg-0.10Zr和Al-6.00Mg-0.25Sc-0.10Zr (质量分数,%)合金的变形行为和显微组织特征。结果表明,在最大加工效率条件(673 K,0.01 s^(-1))下变形时,Al-6.00Mg、Al-6.00Mg-0.10Zr和Al-6.00Mg-0.25Sc-0.10Zr合金的位错密度分别为2.68×10^(16)、8.93×10^(16)和6.1×10^(17)m^(-2);其动态再结晶分数分别为19.8%、15.0%和12.7%。中心点平均取向差(KAM)分析表明,通过添加Zr或Sc+Zr,Al-Mg合金晶界附近的位错密度增加。此外,基于动态材料模型(DMM)建立的热加工图表明,添加Zr或Sc+Zr能减小Al-Mg合金的低温不稳定域的范围,但会增大高温和高应变不稳定域的范围。实验结果进一步证明,在变形条件下,仅Al-6.00Mg-0.25Sc-0.10Zr合金在773 K和1 s^(-1)时开裂。 展开更多
关键词 AL-MG合金 SC ZR 热变形 位错密度 动态再结晶
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高温预熔化晶界位错的结构组态转变的探究
16
作者 余一婉 覃默清 +2 位作者 易小爱 廖坤 高英俊 《广西科学》 CAS 北大核心 2023年第2期332-339,共8页
晶体材料的性能受其内部晶界特性的影响。在高温下,晶体材料在晶界上易发生预熔化。本研究采用晶体相场(PFC)方法模拟高温二维六角晶体的晶界预熔化区在双轴加载作用下的结构演化情况。结果显示,晶界位错会发生配对,形成具有对称结构的... 晶体材料的性能受其内部晶界特性的影响。在高温下,晶体材料在晶界上易发生预熔化。本研究采用晶体相场(PFC)方法模拟高温二维六角晶体的晶界预熔化区在双轴加载作用下的结构演化情况。结果显示,晶界位错会发生配对,形成具有对称结构的位错团,一对位错上下排列,另一对位错左右排列,构成4个位错的组合。随着施加的应变增大,晶界位错预熔化区域横向扩展,其形状最初为棒状,逐渐转化为六边形,再转变成“V”形,最后又收缩为六边形。晶界预熔化区的形状变化伴随着内部位错结构的转变,从而发生位错芯扩展,原来上下配对的位错转变为并行排列的位错,左右排列的位错发生扩展滑移,并在左右两端萌生出一对新的位错。当预熔化区域扩展达到横向最宽时,该区域发射一对位错,随后预熔化区域开始收缩,最后又恢复到初始的形状。上述结果表明,位错结构的组态转变对晶体材料的高温变形机制能产生强烈的影响。 展开更多
关键词 预熔化 晶界位错 位错组态 组态转变 晶体相场模型
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微纳米压入测试过程中高熵合金弹性变形对几何必须位错密度的影响
17
作者 周建军 陈杰 王艺 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第4期139-143,共5页
通过微纳米压入法对CoCrFeNiMn高熵合金进行压入测试,得到不同工况下几何必须位错密度与实时压入深度倒数1/h的关系,并探究了弹性因子(Δe)对几何必须位错密度的影响。结果表明,考虑弹性变形影响的几何必须位错密度(ρGe)与1/h呈现出非... 通过微纳米压入法对CoCrFeNiMn高熵合金进行压入测试,得到不同工况下几何必须位错密度与实时压入深度倒数1/h的关系,并探究了弹性因子(Δe)对几何必须位错密度的影响。结果表明,考虑弹性变形影响的几何必须位错密度(ρGe)与1/h呈现出非线性关系;忽略弹性变形影响的几何必须位错密度(ρG)与1/h呈现出线性关系;对比ρG/ρGe随压入深度的变化,发现存在尺度效应:压入深度小于500 nm时,ρG/ρGe比值为3~4,说明弹性因子在浅压痕处对几何必须位错密度影响明显;压入深度达3000 nm时,ρG/ρGe比值接近1;随着压入深度增加,位错滑移逐渐占据主导地位。 展开更多
关键词 高熵合金 微纳米压入 几何必须位错 弹性因子 弹性变形 位错密度
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碳化硅单晶位错研究进展
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作者 张家鑫 彭燕 +4 位作者 陈秀芳 谢雪健 杨祥龙 胡小波 徐现刚 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第11期1973-1982,共10页
SiC作为代表性的第三代半导体材料,具有优异的物理化学性能。随着材料及应用的发展,SiC衬底在航天电源、电动汽车、智能电网、轨道交通、工业电机等领域的应用日益重要。相比第一代半导体材料如Si和第二代半导体材料如GaAs而言,SiC衬底... SiC作为代表性的第三代半导体材料,具有优异的物理化学性能。随着材料及应用的发展,SiC衬底在航天电源、电动汽车、智能电网、轨道交通、工业电机等领域的应用日益重要。相比第一代半导体材料如Si和第二代半导体材料如GaAs而言,SiC衬底质量还有很大的改善空间,是现阶段研发和产业的热点。其中SiC单晶缺陷,特别是一维位错缺陷的检测和降低,是近10年内重要的研究内容。本文重点对SiC中位错的形成原因、位错检测技术、位错密度降低方法及近年来SiC单晶中位错的优化水平进行总结归纳,并提出了SiC需要继续突破和发展的方向。 展开更多
关键词 SIC 位错 位错形成原因 位错检测技术 位错密度降低方法 位错密度优化水平
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原位退火对Si基CdTe材料的位错抑制研究
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作者 李震 王丹 +1 位作者 高达 邢伟荣 《红外》 CAS 2023年第2期18-23,共6页
硅与碲镉汞之间的外延碲化镉缓冲层能够减小外延过程中产生的高达107cm^(-2)的位错密度,高温热退火是抑制材料位错的有效方法之一。传统的离位退火技术会导致工艺不稳定和杂质污染等,而原位退火则可有效解决这些问题。利用原位退火技术... 硅与碲镉汞之间的外延碲化镉缓冲层能够减小外延过程中产生的高达107cm^(-2)的位错密度,高温热退火是抑制材料位错的有效方法之一。传统的离位退火技术会导致工艺不稳定和杂质污染等,而原位退火则可有效解决这些问题。利用原位退火技术对分子束外延生长的硅基碲化镉材料进行了位错抑制研究。对厚度约为9μm的碲化镉材料进行了6个周期不同温度的热循环退火,并阐释了不同退火温度对硅基碲化镉材料位错的抑制效果。采用统计位错腐蚀坑密度的方法对比了退火前后材料的位错变化。可以发现,在退火温度为520℃时,位错密度可以达到1.2×10^(6)cm^(-2),比未进行退火的CdTe材料的位错密度降低了半个数量级。 展开更多
关键词 原位退火 碲化镉 位错密度
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电子背散射衍射技术对疲劳铜单晶中的不同位错结构的取向变化的分析
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作者 李勇 高薇 +1 位作者 苏会和 李守新 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期562-563,共2页
关键词 电子背散射衍射技术 铜单晶 循环形变 位错组态 梯状位错结构 迷宫位错结构 宏观形变带 位错墙结构
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