纳米晶体材料的本构模型研究进展-南京工业大学学报（自然科学版）.PDF

第! 卷第# 期 南’ 京’ 工’ 业’ 大’ 学’ 学’ 报 29:; ! ,9; # !$$% 年 月 ()*+,-. )/ ,-,(0,1 *,023+4056 )/ 5378,).)16 4=; !$$% 纳米晶体材料的本构模型研究进展 周剑秋，张振忠，尹’ 侠，贺小华，李庆生，李政辉 （南京工业大学 机械与动力工程学院，江苏 南京!$$$ ） 摘’ 要：纳米晶体材料具有优异的力学性能，近年来，不少国内外研究者对纳米晶体材料的力学行为和本构模型进 行了深入的研究。有针对性地回顾了国内外纳米晶体材料本构模型的研究工作，对国际上必威体育精装版成果进行了评述， 指出了尚未解决的一些关键技术问题。结合相关领域的必威体育精装版研究成果，提出了今后应着重研究的? 个关键点分别 为：纳米晶体相与应变速率和晶粒尺寸相关的变形机理和本构方程、晶界相与应变速率和晶粒尺寸相关的变形机 理和本构方程、含孔隙多相复合夹杂体的协调变形力学理论研究、实验制备和表征，并就这? 个关键点提出了一些 思路与建议。 关键词：纳米晶体材料；本构模型；位错；蠕变! 中图分类号：51?’ ’ ’ 文献标识码：-’ ’ ’ 文章编号：%@ A @%?B（!$$% ）$# A $$# A $% ’ ’ 纳米晶体材料是由纳米尺度的晶体组成的单 相或多相多晶体材料，一般其晶体尺寸在$$ CD ’ 研究进展 以下。自从德国1:EFG 教授采用惰性气体凝结和 超真空条件下原位加压的技术制备了纳米金属颗 相对于粗晶和微晶材料，由于纳米晶体材料晶 粒［ ］后，已有许多技术被用来制备纳米晶体材 粒的超细化，其内部呈现多界面的特征；此外，微孔 料［! A % ］。和传统粗晶多晶体材料相比，纳米晶体 隙在一些纳米晶体材料中普遍存在，尤其是纳米陶 材料独特的结构特征使其物理、力学和化学性能 瓷材料和用常规方法制备的纳米金属材料都有大量 都发生了显著的改变，力学方面的明显变化表现 微孔隙存在。因此，在对纳米晶体材料的力学行为 为高强度（强度和硬度增加数倍）、良好的塑性变 进行全面研究时，晶粒、晶界及微孔隙等结构特征对 形能力等。因此，世界各国的科学家竞相开展对 纳米晶体材料的力学性能的影响都应作出充分的 这种新材料的研究工作。由于受到近年来材料、 考虑。 物理及计算机模拟技术方面不断出现的新成果的 由于纳米晶体材料具有优异的力学性能，近年 支撑，纳米晶体材料力学行为的研究具备了很大 来，不少国内外研究者对纳米晶体材料的力学行为 的发展空间。国际理论与应用力学联合会（ 和本构模型进行了深入的研究。朱文辉等［@ ］ 0*H 把纳 5-I ）在!$$! 年已将“力学中的微纳米尺度行为” 米晶体材料等效成由晶粒基体和晶间界面夹杂组成 设立为0*5-I 的第@ 个工作委员会，!$$# 年在北 的复合材料，对其屈服应力特征作了详细讨论。依 京召开了“纳米结构材料的力学行为和细观力学” 次得到了纳米晶体材料屈服应力偏离8J:: KFLM ［ ］ 0*5-I 学术讨论会。研究纳米晶体材料的力学行 （8 K ）关系的尺寸范围。7JGN:O 等人 同样采用 为及其本构模型是其中的一个重要部分。 类似的复合体系（假定纳米晶体材料由晶粒和晶界 有针对性地回顾和评述了国内外有关纳米晶体 两相夹杂组成），并假定纳米晶粒尺寸