摘要：针对大规模晶格式自重构机器人系统整体难以运动的问题,提出了通过局部晶格畸变实现晶格式系统整体运动的方法.给出了一种晶格畸变的规则,并根据此规则设计了一种模块结构,用离散置换群对此模块的重构运动特征进行了分析.利用由6个模块组成的2个晶格进行了畸变硬件实验,验证了这种结构模块组成的晶格可以实现晶格畸变.基于Vortex+OSG的高保真虚拟仿真平台,通过52个模块组成的晶格式机器人系统进行了蛇形运动的计算机仿真,结果证明了局部晶格畸变产生全局运动方法的有效性.

摘要：实现材料的顺电-铁电相变可以丰富铁电材料的多样性.本文通过设计和引入A位非化学计量缺陷,在Ba_(0.9)(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_(3-δ)薄膜中实现了晶格畸变,诱导出室温铁电.薄膜中引入的四方畸变和局部位错促进了结构的对称性破缺以及自发极化的出现.在这里我们成功实现了室温下剩余极化Pr约为8μC cm^(-2)的铁电性和高达450℃的相稳定性温度我们的研究工作为通过缺陷工程发现和调节新型铁电材料提供了一种实用的方法.

摘要：高熵合金最初报道于21世纪初期,该类合金具有较高的混合熵值,使其具有优异的热稳定性;较大的晶格畸变,产生了强烈固溶强化效果;较大的负焓值导致在晶粒内部形成团簇结构,有效阻碍了位错运动,进一步提高了合金强度。高熵合金独有的这些特性,使其在低温和高温条件下均有望表现出优异的物理性能和力学性能,引起了广泛的关注,研究报道呈爆发性增长。本文根据已有的BCC和FCC结构高熵合金物理-力学性能数据,分析了电子浓度、晶格常数、原子错配度、混合焓、硬度、弹性模量和归一化硬度等参数之间的关系,提出了BCC和FCC晶体结构的高熵合金弹性模量和硬度的经验计算公式,在此基础之上,综合考虑合金密度、塑性和服役工况等条件,提出了BCC和FCC结构的高熵合金成分设计方法。最后指出高熵合金的持久性能、大尺寸铸锭的成分和性能均匀性以及大尺寸合金锭的制备是高熵合金工程应用需解决的关键问题。

摘要：具有强激子效应的二维层状材料为研究二维极限下的激发态激子行为提供了极好的平台.虽然传统二维层状半导体(如过渡金属二硫族化物)中的激子动力学已经被广泛研究,但对具有强电子/激子-声子耦合的二维层状半导体中的激子特性和动力学知之甚少.本文通过实验和理论相结合的方法,以二维层状As_(2)S_(3)为模型,揭示了由强激子-声子相互作用驱动的本征高度局域化的激子.结果表明,As_(2)S_(3)中光激发电子/空穴电荷在~110飞秒内自发局域化,产生了较大Stokes位移和较宽的光致发光.理论计算表明层间的硫原子之间光激发形成一定的层间键,引发晶格畸变和载流子局域化.本研究为理解二维半导体中激子和晶格动力学之间复杂的相互作用提供了一个全面的物理图像,对其光电特性和应用具有重要意义.

摘要：依据等原子比和高混合熵的合金设计理念制备Ti_xCrFeCoNiAl多组元固溶体合金系,研究了该合金系的室温压缩力学性能和显微硬度,并对其强化机制进行了探讨.结果表明:Ti_xCrFeCoNiAl合金系具有很高的强度和优异的综合力学性能,其中Tl合金的屈服强度、断裂强度和塑性变形量分别高达2.259 GPa、3.135 GPa和23.22%;该合金系具有很高的显微硬度,且随着Ti含量的提高而近线性地提高,T3合金的显微硬度达到HV768;固溶强化机制、纳米相弥散强化机制和晶格畸变效应使合金系具有很高的强度和显微硬度.

摘要：热处理是金属材料热机械加工的常用手段.随着热处理温度的升高而湮灭的缺陷通常导致材料的塑性提升而强度降低.本研究中,我们通过提高热处理温度促进相溶解而协同提升了TiZrNbTa高熵合金的强度和塑性.当热处理温度从800提升至1250°C,合金的拉伸屈服强度提高了40%,达到1003±16 MPa.同时,合金的伸长率增加了近一倍,达到16.79%±1.03%.热处理温度提升引起的相溶解加剧了晶格畸变,从而增强了晶格摩擦应力并提升了屈服强度.相溶解也降低了界面失配并缓解了应力集中.此外,1250°C热处理合金中的局部化学有序结构促进了位错共平面滑移和位错增殖.两种机制共同提升了合金的塑性.该研究不仅扩展了关于金属材料中热处理和相溶解的理解,而且也为合金的强韧化设计提供了思路.

摘要：铸造奥氏体不锈钢材料在一回路高温高压水环境下长期服役存在热老化和疲劳问题。本文对典型的核电厂主管道材料Z3CN20-09M开展400℃的加速热老化试验,利用透射电子显微镜分析热老化试样的结构,在高温空气和模拟一回路高温高压水环境下研究热老化后Z3CN20-09M的疲劳寿命变化规律,分析热老化时间对Z3CN20-09M疲劳寿命的影响。结果表明,Z3CN20-09M在热老化5 000 h后其(011)晶面上发生晶格畸变。随着热老化时间延长至5 000 h,Z3CN20-09M在高温空气和模拟一回路高温高压水环境下的疲劳寿命下降,ASME疲劳设计曲线对于评价Z3CN20-09M热老化后的疲劳寿命仍具有足够的安全裕量。

摘要：为了表征硬质合金工具涂层的内应力状态,利用阴极电弧法沉积制备各类单层和纳米多层硬质涂层,在不同的涂层偏压及反应气体分压的成膜条件下,制备具有不同内应力的涂层样品,我们采用Stoney法设计合适的实验表征系统,成功定量测定了涂层的内应力值。在考察了涂层内应力与成膜条件的关系的同时,比较了涂层内应力与硬度的关系及规律,本实验得到几种低应力高硬度涂层结构,这不同于通常的内应力/硬度规律。我们探讨了内应力的成因及控制方法,以及工具涂层内应力水平,以便指导设计制造更有效的工具涂层。