纳米结构材料界面失配位错形核机理研究

【摘要】纳米材料由于其优越的物理、力学性能得到了科技领域高度的重视和广泛的应用。当复合材料微结构尺寸达到纳米级时，由于强烈的界面效应和尺寸效应，其力学性能将发生显著改变。界面失配位错形核机理是制约复合材料强韧化性能和损伤失效的关键科学问题之一。本文分别以纳米孔介材料和核壳纳米线为研究对象，应用弹性复势理论，获得了含纳米孔和核壳纳米线薄膜材料基体和薄膜区域的复势函数解析解；揭示了表界面效应和相关材料参数对失配位错形核的影响规律，主要研究成果如下：1.研究了纳米孔表面弹性和压电材料涂层的界面失配位错形核机理。首先研究了纳米孔表面薄膜界面失配位错形核。当基体与薄膜的相对剪切模量超过某一值后，只有考虑负的表/界面应力时位错才有可能形核，薄膜厚度在小于某一临界尺寸时负的表/界面应力更容易位错形核，薄膜厚度大于某一临界尺寸时正的表/界面应力更容易位错形核。然后研究了压电材料中纳米孔表面薄膜界面失配位错形核，分析了压电常数和特征应变对界面失配位错形核的影响，当基体与薄膜的相对压电常数比越大位错形核所需的临界薄膜厚度越小，特征应变越大位错形核所需的临界薄膜厚度越小。2.研究了弹性和压电核壳纳米线界面失配位错形核机理。首先研究了核壳纳米线的界面失配位错形核，分析了表面、界面效应和残余应力对界面失配位错形核的影响，正(负)表面、界面残余应力会增大(缩小)螺型失配位错形核时所需的膜厚度范围。正(负)表面、界面效应会增大(减小)螺型失配位错形核时所需的临界膜厚度和失配应变临界值。然后研究了核壳纳米线在压电材料中的失配位错形核机理。应用力电耦合本构方程与复变函数方法相结合，获得了压电薄膜区域的应力场复势函数解析解答，导出了该问题的位错形核临界条件。分析了材料常数对失配位错形核的影响，并与弹性材料中核壳纳米线界面失配位错形核进行了对比。最后研究了压电核壳涂层中失配位错偶极子形核机理。讨论了涂层内不同位置失配位错偶极子形核的可能性。分析表明，相对压电常数比越小失配位错偶极子形核的可能性越大，当离核的位置越远失配位错偶极子形核的可能性越大。
【作者】章的；
【导师】刘又文；
【作者基本信息】湖南大学，力学，2014，硕士
【关键词】纳米结构材料；表界面效应；压电材料；纳米孔；核壳纳米线；失配位错；失配位错偶极子；临界薄膜厚度；复变函数方法；

【参考文献】
[1]屈锐.重力热管提取储煤堆自燃热量的实验研究[D].西安科技大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2014,硕士.
[2]孔祥西.ABR处理高浓度有机废水的特性及应用研究[D].西安建筑科技大学,环境工程,2004,硕士.
[3]刘海涛.民间信仰视阈下传统年画之发生、发展与保护开发研究[D].广西师范大学,民俗学,2013,硕士.
[4]程华.空间数据挖掘理论及方法的探讨[J].电脑知识与技术,2005,03:3-4.
[5]黄维.波段优选在近红外光谱分析某些天然产物成分的应用研究[D].西南大学,分析化学,2014,硕士.
[6]申涛,诸静.DMC鲁棒稳定性分析(英文)[J].自动化学报,2003,06:1023-1026.
[7]万滢安.从美学视角看夏济安散文翻译[D].华中师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[8]朱润鹏.闪电资料同化方法和应用研究[D].兰州大学,大气物理学与大气环境,2013,硕士.
[9]卢小勇.塑料废弃物催化转化制液态烃类的研究[D].湖南大学,化学工程与技术,2011,硕士.
[10]席爱民.流动粒子回火炉炉温人工智能控制[J].冶金自动化,1993,01:41-43+34.
[11]刘杰.改良TLIF治疗腰椎管狭窄症手术失败综合征的原因分析及治疗[D].苏州大学,骨外科学（专业学位）,2014,硕士.
[12]魏阳竹.甘肃省甘谷县善华寺庙会与俗民生活的研究[D].西北民族大学,民俗学,2012,硕士.
[13]马廷亮.基于FPGA的锥束CT中离散希尔伯特变换的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[14]付彩欣.WCGDV-Hop无线传感器网络定位算法研究[D].吉林大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[15]张妍.香港人民币债券发行的规模与定价[D].山东大学,金融学,2013,硕士.
[16]李喆.微表处技术在高速公路沥青路面养护施工中的应用[D].山东大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[17]叶梦萍.80年代中国歌剧“绝唱”唱段悲剧性魅力探究[D].广西艺术学院,音乐与舞蹈学,2014,硕士.
[18]梁秀文.可控震源与大地的耦合响应[J].石油地球物理勘探,1986,04:391-396.
[19]肖薇航.秸秆喷施快速腐熟剂后还田对水稻生长及产量的影响[D].吉林农业大学,作物,2012,硕士.
[20]于晓颖,孙洋,付世达,郑森森.石墨烯凝胶的研究进展[J].中国粉体工业,2015,02:7-11.
[21]曾博,滕召胜.基于多CPU与相位差校正的高精度谐波功率测量[J].电力系统自动化,2009,11:89-93.
[22]耿玉姣.面向Web搜索的链接可用性分析与推测技术研究[D].东北大学,计算机应用技术,2010,硕士.
[23]周桃.变频器的集成故障诊断与容错控制[D].哈尔滨工业大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[24]钟金柱.数据挖掘在商场营销决策支持系统中的应用研究[D].西安理工大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[25]别军象.嵌入式GIS矢量图形标绘的研究[D].西安工业大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[26]周夫荣,刘乃瑜.任正非最看好的产业能否爆发[J].中国企业家,2014,24:106-109+11.
[27]张炜.城市信息化服务系统研究与开发——酒店、餐饮业网上多媒体信息服务系统[D].华北工学院,2002.
[28]杜悦.试论东亚安全共同体建设中的美国因素[D].黑龙江大学,国际政治,2013,硕士.
[29]王茜.基于GIS的山西省城市人居环境综合评价与分析[D].山西师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[30]朱薇.断路器热脱扣测试系统的设计与实现[D].苏州大学,计算机应用技术（专业学位）,2013,硕士.
[31]李沐霏,刘劲松,周欣,朱国华,巩宏平,陈贝,王玲,孙军军.杭州市冬季大气气溶胶PM_(2.5)中二恶英和多氯联苯的污染特征[J].色谱,2014,09:948-954.
[32]姜泽毅,张欣欣,董补全,陈晓丹,于百勤,夏建良,刘华飞.环形加热炉在线优化控制的研究与应用[J].冶金自动化,1999,05:28-31.
[33]张瑜.韩中表示推测情态的语法形态之对比研究[D].山东大学,亚非语言文学,2013,硕士.
[34]黄家欢.翻译生态学视角下的十七大报告英译研究[D].南京农业大学,英语语言文学,2011,硕士.
[35]陈蒙蒙.人民币国际化瓶颈分析[D].哈尔滨工业大学,政治经济学,2013,硕士.
[36]陈镜羽.副干酪乳酸杆菌X12肽聚糖的提取及诱导结肠癌细胞免疫原性死亡的作用研究[D].哈尔滨工业大学,食品科学与工程,2013,硕士.
[37]刘丽金.左旋多巴对大鼠中脑小胶质细胞的影响[D].福建医科大学,神经病学,2014,硕士.
[38]翟彦斌.空间机械臂轨迹规划和地面仿真方法研究[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[39]章淑芳.小鼠ES细胞的定向诱导分化与建系实验研究[D].浙江大学,生物医学工程,2004,硕士.
[40]黄俊亚.信用卡交易中的法律关系研究[D].中国政法大学,比较法学,2013,硕士.
[41]李亚慧.菊花微卫星位点引物开发及遗传多样性分析[D].吉林农业大学,园林植物与观赏园艺,2012,硕士.
[42]张严磊.一类新型的手性胺有机催化剂的设计与合成及其在催化黄烷酮类化合物合成中的应用[D].西北大学,有机化学,2014,博士.
[43]孙宗耀,刘允刚.高阶非线性不确定系统的自适应实际输出跟踪控制(英文)[J].自动化学报,2008,08:984-988.
[44]张广腾,杨秋,赵薇微,潘洪志.复合纳米材料在DNA电化学生物传感器中的应用进展[A].中国疾病预防控制中心达能营养中心.达能营养中心第十五届学术研讨会论文集[C].中国疾病预防控制中心达能营养中心:,2012:4.
[45]吴蕴琼.佛教布施度及其现代伦理价值[D].中共广东省委党校,伦理学,2013,硕士.
[46]宋士军.TPM密钥管理的研究与应用[D].东北大学,计算机应用技术,2010,硕士.
[47]郭柯,李渤生,郑度.喀喇昆仑山-昆仑山地区植物区系组成和分布规律的研究[J].植物生态学报,1997,02:10-11+13-19.
[48]孙静,张承慧,裴文卉,崔纳新,李珂.考虑铁损的电动汽车用永磁同步电机Hamilton镇定控制[J].控制与决策,2012,12:1899-1902+1906.
[49]王军.我国农村金融市场的供求均衡分析[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[50]刘君丽.氧化亚铜纳米材料的制备及其性能研究[D].河南师范大学,2012.