| 题名 | 位错及界面对减振合金内耗的影响机制 |
| 作者 | 刘树伟 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 戎利建 |
| 关键词 | Peierls力 位错 界面 内耗 阻尼 |
| 其他题名 | The Mechanism of Dislocation and Interface on the Internal Friction of Damping Alloys |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 随着近代各种机械的功率、速度不断增加，振动以及产生的噪声已成为急待解决的环境问题。减振合金作为结构功能一体化材料，能够显著地抑制振动和噪声的产生，因而受到人们的广泛关注。本文以多种减振合金为研究对象，主要研究了位错在不同纯金属中对于内耗贡献不同的原因，分析了位错在临界应变条件下的内耗行为，不同强化方法对于位错阻尼的影响以及复相界面、物理界面等不同界面对减振合金内耗的影响机制。 利用Peierls-Nabarro模型分析了刃型全位错在六种不同晶体结构纯金属（Al、Cu、Ni、Nb、Mg、Ti）中对内耗的贡献，并与实验结果相对比。研究发现：位错在不同纯金属中对内耗的贡献能力取决于位错运动过程中所克服的Peierls力，Peierls力越大，位错对内耗贡献能力就越小。 以铸态Mg-Zr合金为研究对象，研究了位错在临界应变振幅条件下的内耗行为。研究发现，在临界应变振幅下位错的往复“弓出”运动易形成新的位错，产生塑性变形，在铸态Mg-Zr合金温度内耗谱中产生P1（93.5℃，1Hz）内耗峰。该内耗峰与应变振幅以及升温速率有关，同时伴随储能模量软化现象。铸态Mg-Zr合金中的P2（236.5℃，1Hz）内耗峰呈现热弹性弛豫特征，经证明为晶界弛豫内耗峰。 以铸态AZ91合金为对象，通过调整热处理制度，研究不同固溶强化以及沉淀析出对位错内耗的影响。研究表明：固溶强化AZ91合金由于缺少析出相对位错的钉扎作用，具有较高的与振幅相关内耗；而析出强化的AZ91合金因存在α-Mg/β-Mg17Al12界面弛豫以及晶界弛豫行为，在高温时具有较高的阻尼性能。 以铸态Zn-Al合金为对象，通过调整热处理制度以及添加微量Zr和Si元素，研究了复相界面对合金阻尼性能的影响。结果表明，由于合金内原子扩散，长期自然时效导致合金中树枝晶粗化，降低阻尼性能。随着淬火后时效温度升高，合金中片层状组织增加并粗化，降低界面数量，合金阻尼性能降低。微量Zr和Si的添加细化晶粒，同时形成初生Si相/基体界面，提高了合金的阻尼性能。Si相与基体因热错配引入的位错通过原子扩散而消失，对合金阻尼性能的影响有限。 通过向多孔Ti-Ni合金中注入Al-12%Si合金制备出一种新型高强高阻尼TiNi/AlSi复合材料。由于在多孔NiT合金的孔隙中注入了AlSi合金，增加了合金中的有效承载面积，该复合材料室温下的压缩强度由原多孔Ti-Ni合金的90MPa提高到360MPa。其阻尼性能主要来源于Ti-Ni基体，Al-Si合金以及TiNi/AlSi界面。对TiNi/AlSi物理界面的阻尼行为进行详细分析表明：TiNi/AlSi物理界面阻尼与界面的摩擦系数μ，多孔Ti-Ni合金的孔隙率p成正比，同时也与界面的密合程度k有关。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 139 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17233]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘树伟. 位错及界面对减振合金内耗的影响机制[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2009. |
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