弹力的大小与哪三个因素有关

弹力的大小与哪三个因素有关 试述影响材料韧性的因素及提高韧性的途径?

试述影响材料韧性的因素及提高韧性的途径?

试述影响材料韧性的因素及提高韧性的途径?

如何提高材料的强度而不失去其可塑性?这是许多材料科学家面临的主要挑战。最近,科学院金属研究所材料科学沈阳国家(联合)实验室的卢柯和雷璐研究员与麻省理工学院的教授合作,完成了一种新的材料强化原理和方法。

即利用纳米级的共格界面来强化材料,这种方法可以在强化金属材料的同时提高韧性和塑性。4月17日,《科学》发表了一篇专题总结论文,详细阐述了研究成果。

据了解,几个世纪以来,提高材料的强度一直是材料研究的核心问题。迄今为止,强化材料的途径可分为四类:固溶强化、第二相弥散强化、加工(或应变)强化和晶粒细化强化。

这些强化技术的实质是通过引入各种缺陷(点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷等)来阻止位错运动。),使材料难以产生塑性变形,提高强度。但材料的强化往往伴随着塑性或韧性的急剧下降,导致高强度材料的塑性和韧性不足,而高塑性和韧性材料的强度往往很低。长期以来,这种材料的强韧性反比关系已经成为材料领域的重大科学问题和制约材料发展的重要瓶颈。

专家表示,传统的材料强化技术大多是利用普通的非相干晶界或相界阻碍位错运动来提高强度。当材料中引入大量非共格晶界时,强度显著提高(例如纳米晶材料的强度比粗晶材料高一个数量级),但随着 障碍与挑战位错运动(即不相干晶界)的情况下,晶格位错运动受到严重阻碍甚至完全抑制,无法协调塑性变形,因此材料变脆。

卢柯等人发现,纳米级孪晶界面具有三个强化界面的基本结构特征:(1)界面与基体之间存在晶体学共格关系;(2)界面具有良好的热稳定性和机械稳定性;(3)界面的特征尺寸在纳米量级(lt100nm)。他们利用脉冲电解沉积技术在纯铜样品中成功制备了高密度纳米尺度的孪晶结构(孪晶片层厚度为100nm)。

发现随着孪晶层厚度的减小,试样的强度和拉伸塑性显著提高。当片层厚度为15nm时,拉伸屈服强度接近1.0GPa(是普通粗晶Cu的10倍以上),均匀拉伸伸长率可达13%。

显然,这种能同时提高强度和塑性的纳米孪晶强化与其他传统强化技术完全不同。理论分析和分子动力学模拟表明,高密度孪晶材料的超高强度和高塑性是由于纳米级孪晶界和位错之间独特的相互作用。同时,纳米级孪晶的使用不仅强化了金属材料,还提高了其韧性和塑性。

应当理解,材料中的纳米级孪晶界可以通过各种制备技术获得。结果表明,沉积速率越快,孪晶层越薄。塑性变形诱发的孪晶在中下层错位。(如铜、铜合金和不锈钢等。)非常普遍,提高应变速率或降低变形温度有助于孪晶的形成。

卢柯说,最近发展起来的动态塑性变形(DPD)技术可以在材料中形成大量纳米级孪晶界,成为制备块体纳米孪晶结构的有效途径。

使用纳米级共格晶界强化材料也能带来优异的电学性能。结果表明,超高强度纳米孪晶铜样品具有与无氧高纯铜相同的高电导率,并且可以同时实现高强度和高电导率。

纳米孪晶结构可以有效降低电致原子在Cu中的扩散迁移率,从而大大降低电迁移效应,为降低微电子器件中铜线的电迁移损伤找到了新的解决方案。

一些学者还发现纳米孪晶结构可以有效提高材料的阻尼性能,为开发高性能阻尼材料开辟了一条新的途径。

金属所研究人员表示,用纳米级共格界面强化材料,已成为提高材料综合性能的新途径。

尽管在纳米尺度共格界面的制备技术、生长控制、物理化学性能、力学性能和服役行为探索等方面仍存在诸多挑战,但这种新的强化途径在提高工程材料综合性能方面显示出巨大的发展潜力和广阔的应用前景。

弹力的大小,方向,作用点分别怎么描述?

引力,原因是万有引力,即条件是在地球附近,大小随物体质量增大而增大,方向垂直向下,作用点在物体中心。弹力,前提是物体弹性变形恢复原来形状所产生的力,因为弹力有很多种,所以很难确定,但一般与施加在物体上使其变形的力大小相等方向相反,作用点一般是作用力的作用点。

静摩擦力,当物体有相对运动的趋势时,就会产生静摩擦力,大小与使物体有相对运动趋势的力不一定相同,方向相反,作用点在物体之间的接触面上。

滑动摩擦力物体在运动时受到的摩擦力方向与运动方向相反,大小为fμN (μ为动摩擦系数N为物体受到的向上支撑力)。