梁迎春
,
陈家轩
,
白清顺
,
唐玉兰
,
陈明君
金属学报
利用分子动力学在原子尺度模拟了单晶Cu
(111)面纳构件的纳米加工过程和加工后纳构件的拉
伸过程, 分析了纳刻划过程的缺陷行为及加工缺陷对纳构件力学特性的影响. 结
果表明: 在纳刻划过程中, 在针尖的前方和下方形成加工变形区; 当刻划深度
较浅时, 位错仅在表面与亚表面繁殖; 随着刻划深度的增加, 加工后残留的缺
陷数量增加, 纳构件的有序度及首次屈服应力下降; 加工后的纳构件内部,
尤其在针尖退出处有较高的残余应力. 对加工后的纳构件施加拉伸载荷, 由于
存在残留加工缺陷和较高残余应力, 其应力--应变曲线在弹性上升阶段有局部下降;
在塑性阶段, 由于位错繁殖及位错塞积和中间部分原子的迁移重构使应力--应变曲
线呈锯齿状逐渐下降. 纳构件断裂失效前表现为单原子相连的纳
链. 纳构件的有序度随着刻划深度的增加而下降. 在应变为0.8处, 刻划较浅的
纳构件的有序度较首次屈服处的有序度略好.
关键词:
分子动力学
,
machining
,
tension
郑雄飞
,
翟文杰
,
梁迎春
,
孙涛
功能材料
在不结合其它致孔方法的条件下,基于单一的热致相分离的方法,采用聚左旋乳酸(PLLA),二氧六环,水三元体系,测量了体系的浊点和凝胶点,并在此基础之上系统地研究了溶液浓度,溶剂配比,凝胶温度,凝胶时间对支架大孔,纳米纤维的影响,在质量分数为5%,m(溶剂配比二氧六环)/m(水)=87/13,凝胶温度25℃,凝胶时间15min的条件下,制备了含有100μm以上大孔,同时孔壁上分布均匀的纳米纤维的PLLA支架,孔隙均匀,连通性很好.
关键词:
PLLA
,
支架
,
纳米纤维
,
凝胶
,
热致相分离
郑雄飞
,
翟文杰
,
梁迎春
,
孙涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00012
为满足骨组织工程对支架孔隙可控及良好力学性能的要求, 基于低温沉积制造方法, 加工了壳聚糖-纳米羟基磷灰石多孔组织工程支架. 开发了载荷力挤出喷头, 实现了加工过程材料挤出的均匀性, 层与层粘接良好. 研究了支架分级结构的形成规律, 支架孔隙由大孔和微孔组成, 大孔完全联通, 且大小完全可控; 微孔由材料配比, 成型温度, 交联剂等参数影响, 较高的纳米羟基磷灰石含量获得较小的孔隙; 较低的成型温度获得更大的孔隙, 交联剂使微孔变小. 小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1支架培养结果表明, 较高的纳米羟基磷灰石含量提高了支架的生物活性, 联通的大孔, 保证了细胞爬行至支架的中心位置.
关键词:
快速成型
,
low-temperaturedeposition
,
scaffold
,
chitosan
,
nano-hydroxyapatite
宗影影
,
徐福昌
,
单德彬
,
郭斌
,
梁迎春
材料科学与工艺
为了解不同晶粒尺寸钛合金的高温变形力学行为,对α相平均晶粒尺寸分别为6、12 μm和20μm的TC4钛合金进行了高温压缩试验,研究了晶粒尺寸和变形参数对TC4钛合金高温压缩力学行为的影响,建立了不同晶粒尺寸TC4钛合金的高温变形本构方程.研究表明:应变速率为10-4s-1时6 μm的细晶钛合金出现超塑现象,应变速率在10-3～10-1s-1范围时,变形初期不同晶粒尺寸钛合金的流动应力符合Hall-Petch关系,由于细晶钛合金流动应力软化速度较快,变形至稳态阶段时细晶钛合金流动应力低于粗晶合金.
关键词:
钛合金
,
晶粒尺寸
,
细晶
,
流动应力
,
高温压缩
何祝斌
,
苑世剑
,
查微微
,
梁迎春
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.04.008
对管材环状试样拉伸过程中试样的受力和变形进行了分析,采用正压力线性变化假设,推导了等宽环状试样的正压力和切向力计算公式.通过等宽试样和标距试样拉伸实验,对理论分析结果进行了验证.结果表明:采用正压力线性变化假设所得的切向力分布规律与拉伸实验结果吻合较好;切向力关于拉伸方向呈轴对称分布,从正上方到两侧逐渐增大;当摩擦系数较小时,切向力分布较均匀,但当摩擦系数较大时,切向力从正上方到两侧迅速增大,试样的颈缩和断裂发生在标距段内靠近标距边缘的位置.
关键词:
AZ31B镁合金
,
挤压管
,
环状试样
,
拉伸实验
梁迎春
,
陈家轩
,
白清顺
,
唐玉兰
,
陈明君
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.08.009
利用分子动力学在原子尺度模拟了单晶Cu(111)面纳构件的纳米加工过程和加工后纳构件的拉伸过程,分析了纳刻划过程的缺陷行为及加工缺陷对纳构件力学特性的影响.结果表明:在纳刻划过程中,在针尖的前方和下方形成加工变形区;当刻划深度较浅时,位错仅在表面与亚表面繁殖;随着刻划深度的增加,加工后残留的缺陷数量增加,纳构件的有序度及首次屈服应力下降;加工后的纳构件内部,尤其在针尖退出处有较高的残余应力.对加工后的纳构件施加拉伸载荷,由于存在残留加工缺陷和较高残余应力,其应力-应变曲线在弹性上升阶段有局部下降;在塑性阶段,由于位错繁殖及位错塞积和中间部分原子的迁移重构使应力-应变曲线呈锯齿状逐渐下降.纳构件断裂失效前表现为单原子相连的纳链.纳构件的有序度随着刻划深度的增加而下降.在应变为0.8处,刻划较浅的纳构件的有序度较首次屈服处的有序度略好.
关键词:
分子动力学
,
纳米加工
,
拉伸
,
位错
,
残余应力
,
纳构件
郭永博
,
梁迎春
,
陈明君
,
卢礼华
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.10.008
基于大规模并行算法建立了单晶Cu纳米加工新型三维分子动力学仿真模型,采用Tersoff势、嵌入原子势(embedded atom method,EAM)和Morse势分别描述刀具原子之间,工件原子之间和工件与刀具原子之间的相互作用.研究了纳米加工过程中系统的温度分布及其热效应的影响,从位错和温度的角度对切屑形成过程和纳米加工表面的形成机理进行了分析.模拟结果表明:位错的扩展方向和切屑的堆积方向均沿着与切削方向成45°方向(<110>晶向)运动;系统的温度分布呈同心形,切屑处温度最高,同时在金刚石刀具中存在较大的温度梯度;随着系统温度升高,工件材料具有热软化效应;切削速度和切削刃钝圆半径对系统的温度分布影响很大.
关键词:
单晶Cu
,
纳米加工
,
分子动力学
,
温度分布
,
热软化效应
,
位错
白清顺
,
童振
,
梁迎春
,
陈家轩
,
王治国
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00266
对圆形、方形截面形状的单晶Cu纳米杆拉伸变形过程进行了分子动力学模拟.通过中心对称参数方法并结合位错形核理论分析了截面形状、截面面积和长细比对纳米杆拉伸力学特性的影响,研究了单晶Cu纳米杆拉伸力学特性的尺寸依赖性.结果表明:首次屈服后,纳米杆在"位错形核-位错延伸与滑移-晶格原子交叉滑移"的交替循环作用机制下,产生塑性变形;截面形状对纳米杆拉伸变形的初始塑性影响较小,而对纳米杆拉伸力学特性的影响较大;随着截面面积的增大,两种截面形状的纳米杆都出现首次屈服点提前,屈服应力减小和弹性模世增大的现象;与方形截面形状纳米杆相比,圆形截面形状纳米杆的屈服应力的变化率较小,其弹性模量的变化率较大;当截面面积增人到500 nm2后,两种截面形状纳米杆的弹性模量趋于稳定,其值接近理论值84 GPa.加大仿真规模后,长细比对纳米杆的拉伸力学特性略有影响.
关键词:
分子动力学
,
拉伸
,
纳米杆
,
位错形核
,
力学特性
郑雄飞
,
翟文杰
,
梁迎春
,
孙涛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00012
为满足骨组织工程对支架孔隙可控及良好力学性能的要求,基于低温沉积制造方法,加工了壳聚糖-纳米羟基磷灰石多孔组织工程支架.开发了载荷力挤出喷头,实现了加工过程材料挤出的均匀性,层与层粘接良好.研究了支架分级结构的形成规律,支架孔隙由大孔和微孔组成,大孔完全联通,且大小完全可控;微孔由材料配比,成型温度,交联剂等参数影响,较高的纳米羟基磷灰石含量获得较小的孔隙;较低的成型温度获得更大的孔隙,交联剂使微孔变小.小鼠前成骨细胞系MC3T3-E1支架培养结果表明,较高的纳米羟基磷灰石含量提高了支架的生物活性,联通的大孔,保证了细胞爬行至支架的中心位置.
关键词:
快速成型
,
低温沉积制造
,
支架
,
壳聚糖
,
纳米羟基磷灰石
梁迎春
,
盆洪民
,
白清顺
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.10.009
建立了单晶Cu纳米切削的三维分子动力学模型,研究了不同切削厚度下纳米切削过程中工件缺陷结构和应力分布的规律.纳米切削过程中,在刀具的前方和下方形成变形区并伴随缺陷的产生,缺陷以堆垛层错和部分位错为主.在纳米尺度下,工件存在很大的表面应力,随着切削的进行,工件变形区主要受压应力作用,巳加工表面主要受拉应力作用.随着位错在晶体中产生、繁殖及相互作用,工件先后经过弹性变形-塑性变形-加工硬化-完全屈服4个变形阶段,随后进入新的循环变形.结果表明:工件应力-位移曲线呈周期性变化;切削厚度较小时,工件内部没有明显的层错产生,随着切削厚度的增大,工件表面和亚表层缺陷增加;切削厚度越大,对应应力分量值越小.
关键词:
单晶Cu
,
分子动力学
,
位错
,
应力分布
,
切削厚度
