混合组织纳米结构金属材料强韧性能研究

本项目针对混合组织纳米结构金属材料强韧性能的关键科学问题，建立起结构混合纳晶金属材料、层片组织纳晶金属材料、纳晶增韧金属玻璃基体复合材料的力学本构关系，切实反应各项异性、非均匀性以及材料的微结构特征；构造典型材料模型，进行其在拉伸、压缩、剪切、压痕等载荷作用下的原子尺度变形机制和强韧化机理研究，阐明混合组织纳米结构金属材料中晶界、孪晶界、相界、位错、裂纹等主要力学缺陷制约材料强韧性能的微观物理机制，为新的强韧化思路的提出奠定理论基础。

本项目针对混合组织纳米结构金属材料力学性能的关键科学问题，采用计算模拟与理论分析相结合的手段就混合组织纳米结构金属材料的强韧性能开展了研究。在含择优取向纳米孪晶界的柱状晶铜试样中，观察到了位错机理转变引起的持续强化。研究了纳米尺度非晶基复合材料中第二相晶粒以及预剪切带的韧化作用。针对近年来制备的多级孪晶多晶金属材料，将已有的单级纳米孪晶金属材料塑性力学模型拓展至多级孪晶片层结构情形，发展了多级孪晶片层结构金属材料的本构关系模型。本项目的工作为实验中设计和制备具有优越力学性能的新型纳米结构金属材料提供了重要思路和方法。基于本项目的工作，已发表论文9篇，毕业博士生2名，硕士生1名，在读博士生3名，硕士生1名。在国际学术会议上做邀请报告4次。