压电螺位错与椭圆夹杂的电弹相互作用

研究了压电材料中压电螺位错与椭圆夹杂的电弹相互作用· 基于扰动概念和级数展开方法 ,推导了基体和夹杂的弹性场和电场 ,在此基础上给出了作用于位错上像力的表达式· 通过分析基体与夹杂的相对刚度和机电耦合强弱对像力的影响 ,得到了新的相互作用机理·

CMTD晶体的螺位错生长机理

用原子力显微镜在有机非线性光学晶体CdHg(SCN)4(H6C2OS)2(CMTD)的(001)面上观察到了许多奇特的心形螺旋生长丘,这种心形线不同于由反向双螺位错发展而成的瑞德环(Frank Read)。我们认为这种心形螺旋生长丘的相邻层交替生长除了与21螺旋轴有关外,还与在台阶源附近形成的结构畴有关。在由心形缺口推展出去的直线"划痕"两侧的台阶流上观察到的相互垂直分布的二维核,使我们认为直线"划痕"可能是90°的结构畴。实验结果说明晶体的结构及台阶源附近的分子键合方向及强度使不同晶体的生长具有独特的规律性。

纵向剪切下含共焦椭圆孔椭圆夹杂中压电螺位错的干涉效应

研究了无穷远纵向剪切和面内电势共同作用下压电螺型位错与含共焦椭圆孔椭圆夹杂的电弹干涉问题。运用复变函数的分区全纯理论、柯西型积分、应力函数奇性主部分析方法与Rieman边值理论,获得了位错位于基体区域时应力场的级数形式精确解,讨论了夹杂内部孔洞和裂纹对基体内位错干涉的扰动规律,并由此导出了位错像力以及应力强度因子(SIF)和电位移强度因子(EDIF)的解析表达式。定量分析结果表明:夹杂内部的椭圆孔对位错与夹杂的干涉起了扰动作用,明显增强了软夹杂对位错的吸引作用,降低了硬夹杂对位错的排斥作用。椭圆夹杂的形状对位错与夹杂的干涉也有着不可忽视的影响,随着椭圆夹杂曲率的增大,对位错的吸引或排斥力增大。基体中的位错对软夹杂中的钝裂纹具有反屏蔽效应,而对硬夹杂中的钝裂纹具有屏蔽效应。

剪切力作用下螺位错的运动

利用分子动力学方法研究了金属钨中螺位错在剪切力作用下的运动特性.根据弹性理论在BCC晶体中形成位错线沿<111>的螺位错,在合适的边界条件下获得平衡态的位错结构.发现位错由{110}平面沿<112>方向三个呈对称的皱褶组成.对平衡态结构施加剪切力,发现剪力很小时,位错核心不动,核心形状有畸变;当剪力增大到一定程度时位错开始运动.位错运动后,剪切力较小时,核心呈“之”字形运动;在较大剪力下,位错开始阶段呈“之”字形运动,一段距离后主要沿[211]方向作直线运动.位错运动的速度随着剪切力的增加而增大.

径向压电圆环中的螺位错分析

研究了径向层状压电复合介质中的螺位错与界面的相互作用。基于扰动的概念和洛朗级数展开的方法,推导了基体和压电环的弹性场和电场,并在此基础上给出了像力的表达式,分析了几何尺寸和材料的相对刚度对像力和界面应力的影响,得到了新的相互作用机理。

层状压电半空间中的螺位错

研究了层状压电半空间中的螺位错与界面的相互作用,应用傅立叶变换的方法,推导了压电层和基体的弹性场和电场,并在此基础上给出了像力的表达式,分析了几何尺寸和材料的相对刚度对像力和界面应力的影响。结果表明:压电效应的存在可以改变位错与界面的相互作用机理;弹性常数的差异对界面应力有较大的影响。

螺位错场的非线性力学解

本文以非线性连续体几何场论为理论基础，分析了无限大体中一个螺位错引起的应力场。结果揭示了非线性高阶效应的影响。当不考虑高阶效应时，所求得的应力场可退化为经典线弹性理论的结果。本文还对螺位错引起的体力矩场进行了求解。获得了无限大体中单个螺位错引起的体力矩的解析表达式。作为理论结果的应用，本文研究了界面附近螺位错的应力场和体力矩场。揭示了它们对界面力学性能的影响。

氢对Ⅲ型裂纹尖端应力场中螺位错受力的影响

根据理论分析和实验观察表明．Ⅲ型裂纹尖端应力场中存在的偏聚氢原子将对该应力场中的发射位错产生附加作用力．此作用力使裂尖发射出的螺位错离开裂尖区域的阻力增大．导致裂尖无位错区变短．同时、裂尖区域偏聚氢原子促进螺位错以交滑移的方式运动．

横观各向同性压电材料中的运动螺位错

考虑横观各向同性压电材料中螺位错的亚音速运动问题。应用复变函数方法，得到了运动螺位错产生的电弹场的解析解。当螺位错的运动速度为零时，其解便退化成由Pak给出的静止螺位错产生的电弹场。

单晶晶须螺位错旋转方向的判定与性质的研究

结合化学浸蚀法光学观察和X射线形貌技术,本文提出了一种不破坏单晶晶须样品而判定螺位错旋转方向的方法,并对Nacl单晶晶须进行了研究,得到了一些有趣的结论。

不同温度下bcc-Fe中螺位错滑移及其与^(1/2)[111]位错环相互作用行为

采用分子动力学方法模拟研究了不同温度下bcc-Fe中螺位错滑移行为和螺位错与^(1/2)[111]位错环相互作用机制.结果表明,螺位错在低温2 K剪切应力下主要沿(211)面滑移;随温度逐渐升高到823 K,它容易发生交滑移,该交滑移在(110)和(211)面之间交替进行,因此随温度升高,临界剪切应力逐渐降低.当螺位错滑移靠近位错环时,不同温度下螺位错与位错环相互作用机制不同:低温2 K时,螺位错与位错环之间存在斥力作用,当螺位错滑移靠近位错环过程中,螺位错发生交滑移,切应力比无位错环时有所降低;中温300 K和600 K时,螺位错与位错环间斥力对螺位错的滑移影响减弱,螺位错会滑移通过位错环并与之形成螺旋结构,阻碍螺位错继续滑移,切应力有所升高;高温823 K时,螺位错因热激活更易发生交滑移,位错环也会滑移,两者在整个剪切过程中不接触,剪切应力最低.

磁电弹双材料条中螺位错与界面边裂纹的相互作用

研究半无限长磁电弹双材料条中螺位错与界面边裂纹的相互作用。基于镜像原理和保角变换方法,得到了弹性场、电场和磁场的解析解,给出了应力、电位移、磁感应强度、应力强度因子以及像力的显函表达式。以压电-压磁双材料条形介质为例,分析了应力场、电位移和磁感应强度的分布特性,讨论了几何参数、压电和压磁效应对应力强度因子和像力的影响。

压电螺位错与含界面裂纹圆形涂层夹杂的干涉

研究位于基体或夹杂中任意点的压电螺型位错与含界面裂纹圆形涂层夹杂的电弹耦合干涉问题．运用复变函数方法,获得了基体,涂层和夹杂中复势函数的一般解答．典型例子给出了界面含有一条裂纹时,复势函数的精确级数形式解．基于已获得的复势函数和广义Peach-Koehler公式,计算了作用在位错上的像力．讨论了裂纹几何条件,涂层厚度和材料特性对位错平衡位置的影响规律．结果表明,界面裂纹对涂层夹杂附近的位错运动有很大的影响效应,含界面裂纹涂层夹杂对位错的捕获能力强于完整粘结情况;并发现界面裂纹长度和涂层材料常数达到某一个临界值时可以改变像力的方向．解答的特殊情形包含了以往文献的几个结果．

磁电弹双材料中的螺位错

研究无限大磁电双材料中的螺位错问题。使用镜像位错法,得到了位错产生的弹性场、电场和磁场以及作用在位错上的像力。结果表明,两相之间的相互作用使得位错可以引起电场和磁场,这种现象对于单相磁电弹材料是不存在的。详细分析了压电-压磁双材料中应力场、电位移和磁感应强度的特性以及位错与界面的相互作用。

BCC-Fe中螺位错与[010]间隙位错环相互作用分子动力学模拟

本文利用分子动力学方法对BCC-Fe中螺位错与[010]间隙位错环的相互作用机制进行了模拟,研究结果表明,螺位错在不同温度下滑移靠近不同尺寸位错环时,它们之间的相互作用机制不同。当位错环尺寸为1.5 nm时,位错环在2 K下稳定存在,螺位错在剪切应力作用下滑移通过它,并与之位错反应生成[111]位错环,临界剪切应力明显增加;随温度升高到300 K和600 K,[010]位错环因稳定性降低会转变为[111]位错环,该位错环与螺位错反应可生成[010]位错片段,对螺位错阻碍作用逐渐变弱,临界剪切应力增量逐渐降低;随温度进一步升高到823 K,螺位错易交滑移,其与位错环始终无接触,因此无阻碍作用。当位错环尺寸增大到4 nm时,[010]位错环稳定性增加,300~823 K下位错环对螺位错滑移阻碍作用也明显增加。

非局部弹性中双相介质螺位错的表面位错模型

本文,用表面位错模型分析了双相介质中螺位错的非局部应力场.得到了两种特殊情况的螺位错非局部应力场的解析表达式.计算了由于界面存在作用在螺位错上的力.消除了所有经典解的奇异性,估计了在双相介质中形成一个螺位错所需的临分切应力和由于界面存在作用在螺位错上力的极大值.

半无限平面压电双材料中导电界面边裂纹与螺位错的相互作用

研究了半无限大压电双材料中导电界面边裂纹与螺位错之间的相互作用问题。首先利用无限大压电双材料的位错解和扰动的概念,推导了具有导电边界半无限大压电双材料的位错解,然后使用保角变换方法,得到了含有限长导电界面边裂纹半无限大压电双材料的位错解。基于所得到的解,给出了应力强度因子和作用在位错上的像力的显函表达式,并通过数值算例分析了相互作用机理。

半平面压电复合介质中的螺位错

研究了半平面压电复合介质中螺位错的性能。使用复变函数理论和虚拟镜像原理 ,得到了螺位错产生的电弹场和作用在位错上像力的解析表达式。作为特例 ,计算了由横观各向同性压电材料和非压电材料组成的半平面复合介质中螺位错的像力 ,结果表明 ,位错总是被自由边界所吸引 ,而位错被界面吸引还是排斥依赖于非压电材料的弹性常数与压电变硬的材料常数的相对值。

基体中螺位错偶极子与含共焦钝裂纹椭圆夹杂的干涉效应

将复变函数的分区全纯理论、柯西型积分、应力函数奇性主部分析方法与Riemann边值问题相结合,研究了基体中的螺型位错偶极子与含共焦椭圆钝裂纹的椭圆夹杂的弹性干涉问题,求得了基体和夹杂区域复势函数的级数形式精确解.并由此推导出了基体和夹杂区域的应力场、椭圆钝裂纹右端点的应力强度因子以及作用在螺型位错偶极子中心的位错像力和像力偶矩的公式,同时分析了螺位错偶极子倾角、夹杂和椭圆钝裂纹的尺寸以及材料常数对它们的影响规律.结果表明:位错力和应力强度因子随螺位错偶极子倾角作周期变化,且受相对剪切模量的影响很大.