析出相对微纳铝单晶强度离散性与位错雪崩的调控规律及微观机理研究
批准号:
52001249
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
张鹏
依托单位:
学科分类:
金属结构材料与力学行为
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏
中文摘要
微纳金属单晶的力学行为具有强随机性,表现在两方面:(1)强度高度离散;(2)位错呈雪崩式运动,导致材料在无法预知的瞬间突发尺寸不定的塑性变形。析出相可有效抑制此随机行为,但作用机理还不明确,尚未如析出强韧化一样形成理论体系。尤其是,目前研究从随机位错雪崩整体统计规律出发,还未能表征位错雪崩单体激发和演化的微观进程,及其析出调控;另一方面,本申请明确论证,强度离散规律强烈依赖于位错雪崩的强弱,而这一关联尚未建立。本项目将以铝和铝合金单晶微柱为模型材料,利用新型纳米力学测试系统,研究微纳力学随机行为的尺寸效应和析出调控。本项目致力于,首次精确测量位错雪崩单体的平均速率构型,从而窥探析出相对位错雪崩形成和演化调控的微观机制;探明强度离散性和位错雪崩之间的本质关联;利用先进的晶格位错动力学模拟,系统性地绘制析出调控图谱。研究结果可为金属单晶在微纳尺度下的安全服役提供理论借鉴和模型参考。
英文摘要
Submicron and nano-sized single crystals are featured by stochasticity under external driving, in views of the strongly scattered strength and the random dislocation avalanches prevailing during plastic flow. Consequently, small crystals may collapse plastically under unpredictable external stress. We focus on the ability to control this stochasticity by metallurgical methodologies and have quantified the effects of precipitates on the statistics of dislocation avalanches. However, these studies only analyzed dislocation avalanches statistically, without entering microscopic details of a single avalanche for technical obstacles. As a result, fundamental mechanisms of precipitate effects on the evolution process of dislocation avalanches at small time scales remain unknown. On the other hand, we clearly show in this proposal that the strength statistics and the dislocation avalanches, which were always investigated separately, essentially dependent on each other. By using Al and Al alloys as a model system, we will precisely measure the average velocity shape of dislocation avalanche based on a novel nanomechanical testing system and an advanced dislocation dynamic simulation method, allowing us to investigate coupling effects of precipitates and external size on the evolution process of dislocation avalanches for the first time. We will also study the strength statistics in a same framework with dislocation avalanches, with an aim to systematically understand the stochasticity at small scales and build a comprehensive precipitation tuning map. The results will benefit the security service of single crystals for the obtained theoretical interpretations and quantitative model from this proposal.
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DOI:
10.1016/j.actamat.2023.119201
发表时间:
2023-08
期刊:
Acta Materialia
影响因子:
9.4
作者:
[Peng Zhang;P. Cheng;Jinyu Zhang;Gang Liu;J. Weiss;Jun Sun]
通讯作者:
Peng Zhang;P. Cheng;Jinyu Zhang;Gang Liu;J. Weiss;Jun Sun
DOI:
10.1038/s41467-022-31222-6
发表时间:
2022-06-17
期刊:
Nature communications
影响因子:
16.6
作者:
[]
通讯作者:
DOI:
10.1007/s11771-022-4977-x
发表时间:
2022-03
期刊:
Journal of Central South University
影响因子:
4.4
作者:
[Peng Zhang;Gang Liu;Jun Sun]
通讯作者:
Peng Zhang;Gang Liu;Jun Sun
DOI:
10.7502/j.issn.1674-3962.202111003
发表时间:
2023
期刊:
中国材料进展
影响因子:
作者:
[刘子轩, 张鹏, 刘刚, 孙军]
通讯作者:
孙军
DOI:
10.1016/j.actamat.2021.116682
发表时间:
2021
期刊:
Acta Materialia
影响因子:
作者:
[Peng Zhang, Kunkun Shi, Jianjun Bian, Jinyu Zhang, Yong Peng, Gang Liu, Alexis Deschamps, Jun Sun]
通讯作者:
Jun Sun
面向配置变更的网络验证方法研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:张鹏
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依托单位:
肿瘤相关成纤维细胞组蛋白乳酸化修饰促进胰腺癌恶性增殖的机制研究
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批准号:--
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:张鹏
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依托单位:
基于Sc-Fe-Si复合微合金化设计的Al-Cu-Ce合金热稳定性和力学性能调控规律及机理研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:张鹏
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依托单位:
软件定义的网络故障诊断方法研究
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批准号:61772412
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项目类别:面上项目
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资助金额:61.0万元
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批准年份:2017
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负责人:张鹏
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依托单位:
软件定义网络的主动攻击与防御机制研究
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批准号:61402357
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2014
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负责人:张鹏
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依托单位:
纳晶碳化硅中辐照缺陷在氢氦协同作用下演变机制的理论模拟研究
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批准号:11305122
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2013
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负责人:张鹏
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依托单位:
国内基金
海外基金