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关键词： 材料科学基础学科   面心立方金属   多晶体塑性模型   率无关   织构   制耳  

摘要： 基于晶体塑性变形的滑移机理和微观硬化机制,建立了相应的运动学描述和基于率无关的晶体本构方程.将"连续积分方法"首次应用到大变形弹塑性有限元分析中,使得晶体塑性模型能够区分出不同滑移系上分解剪切应力及相应产生的剪切应变,更好地反映金属材料着塑性变形的微观特性.将取向空间中的晶体取向分配给各个单元的积分点,对具有不同初始织构的板材进行模拟,预测制耳的大小和方位.单一的{100}<001>织构将形成0°/90°方位的制耳,{123}<634>织构则形成45°方位的制耳;铝板经过退火处理后,由于多种织构组分的相互制衡,冲杯不具有明显的制耳现象.

关键词： 材料科学基础学科   换位扩散   异质元素标志法   SIMS   Ag   TCNQ薄膜  

摘要： 研究了用真空分层蒸镀法获得的金属/有机双层膜(Ag-TCNQ)中的层间扩散行为.根据Cu、Ag在与TCNQ形成络合物时表现出的相似性,建立了异质元素标志法,以Cu为标志元素,研究了金属有机络合物Ag-TCNQ形成过程中Ag扩散的微观机制.使用二次离子质谱(SIMS)分析了Cu、Ag元素在不同样品膜中的浓度分布及变化情况.结果表明,不同于纯金属薄膜中Cu、Ag清晰的界面,在络合物中的Cu与Ag之间存在交叉,说明两种离子之间存在着交换现象.由此可以推断,薄膜中的扩散机制是Ag离子在Ag-TCNQ络合物中的换位扩散.

关键词： 材料科学基础学科   富勒稀分子   分子动力学   内嵌金属原子   压缩力学特性  

摘要： 采用分子动力学(MD)与量子力学(QM)相结合的方法,模拟了Cn(n=20、60、80、180)富勒稀分子,以及M@C60(M=Na、Fe、Al)内嵌金属原子富勒稀分子的对径压缩过程,获得了各种富勒稀分子的系统能量-变形曲线、载荷-变形曲线、最大承受载荷、失效应变以及压缩刚度等压缩力学性能数据.根据模拟的结果,分析了具有不同幻数n、不同内嵌金属原子的富勒稀分子压缩力学特性的差异.研究表明,碳富勒稀分子具有出色的压缩力学性能;幻数n较大的富勒稀分子的最大承受载荷和压缩刚度较大,但失效应变较小;与未填充碳富勒稀分子相比,内嵌金属原子富勒稀分子具有更好的承载能力.

关键词： 材料科学基础学科   无序度   分形几何   微裂缝长度分布   尺寸效应   断裂强度  

摘要： 针对一些含有相同的微裂缝随机分布概率密度但无序度不同的材料,建立了模拟材料断裂力学行为的二维不连续位移法边界元数值计算模型,实现了材料微裂缝的生长、扩展到最终破坏的全过程数值模拟。从分形几何的新视角深入地揭示了脆性或准脆性无序材料产生尺寸效应的微观机理。材料断裂力学行为的数值模拟结果与Bazant尺寸效应定律相符,不仅与微缺陷的密度有关,更与微缺陷大小随机分布的无序度相关,无序度越大的材料其尺寸效应越明显。得到了用初始分形维数D_0表示的关于材料断裂强度的分形维数D_σ经验公式,可以更深入地解释材料的微观尺寸效应机理和断裂过程。

关键词： 《无机材料科学基础》   课程建设   教学改革   本科教育   无机非金属材料工程专业   高校   教学内容   教学方法  

摘要： 《无机材料科学基础》是本科无机非金属材料工程专业重要的学科基础课程和主干课程 ,建立与新的人才培养方案及教学体系相适应的《无机材料科学基础》课程教学内容、教学方法、考核制度是无机材料学科建设和专业教学改革中的一项基本内容。本文在总结过去教学经验的基础上 ,认真研究当前的教学形式及社会需求 ,对《无机材料科学基础》

关键词： 材料科学基础学科   金属凝固   宏观偏析   数值模拟   自由等轴晶   枝晶密排面  

摘要： 建立了自由等轴晶移动对宏观偏析影响的数学模型,对铸锭凝固过程中的对流和溶质分布进行了数值模拟.在模型中按照临界固相分数将糊状区分为紧密树枝晶和自由等轴晶两个不同的区域.对带冒口铸钢锭的宏观偏析进行了数值模拟,并同实验结果进行了比较.与假设糊状区内固相静止的模型相比,考虑等轴晶移动的模型得到的溶质分布结果与实验结果更接近.在凝固过程中,等轴晶随液体流动并在铸锭的底部中心聚集,在凝固后的铸锭中形成锥形的负偏析.还发现,在铸锭的中心靠上的区域形成正偏析,在铸锭的外部区域形成负偏析.

关键词： 材料科学基础学科   全局分析   有限元方法   硅Cz炉   质量传递  

摘要： 使用有限元方法对炉内的质量传递过程进行了全局数值模拟,研究了硅单晶Czochralski(Cz)法生长时氧传输的基本特性.结果表明:在小型硅Cz炉中,晶体中的氧浓度主要取决于熔体的流型和气相传质速率;安装在热区的气体导板可有效强化气相传质系数并改变熔体的流型,Marangoni效应可将自由界面处低氧浓度的熔体带至结晶界面,使晶体中氧浓度降低.

关键词： 《材料科学基础》   综合设计型实验   实验教学   高校   教学质量   教学设计  

摘要： 结合这几年所开设的《材料科学基础》综合设计型实验,围绕着如何提高学生的综合素质,加强对创新能力的培养,以提高教学质量和学生们的实践能力进行了探讨,并根据取得的经验和要解决的问题提出了自己的看法。

ISBN: (纸本)7562921350

关键词： Ti6A14V合金   材料科学基础学科   橡胶复合材料   微观组织演变   三维数值模拟   铸造铝合金   压缩行为   特性研究   合金材料   爆炸过程   晶粒结构   凝固模拟   铸造充型   应变率   消失模  

摘要： 材料科学基础学科铝／硅橡胶复合材料动态压缩行为的研究；铝锂合金材料的极限应变率软化特性研究；Ti6A14V合金爆炸过程中局部切变引起的微观组织演变；铸造铝合金晶粒结构的三维数值模拟；消失模铸造充型与凝固模拟等。