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过渡金属碳化物(Transition metal carbide, TMC)具有如高熔点、高硬度、防腐蚀性和极强的化学稳定性等特点被广泛用于工程材料中。例如第Ⅳ和Ⅴ过渡族碳化物已用于增韧金属体材料以及材料的保护涂层等领域。其中Fe基化合物由于其独特的性质引起了实验和理论的研究。由于界面不仅对材料性能有着重要的作用,而且材料的失效也从界面附近开始。因此金属/过渡金属碳化物体系的界面结构和力学性质已成为研究重点。本论文构建了bcc[110]/B1[100]、bcc[100]/B1[100]和fcc[100]/B1[100]三种类型的共格界面模型,并基于第一性原理粘结能曲线,通过Chen-Mobius反演方法首次系统地获得Fe[110]/TMC[100]和Fe[100]/TMC[100](TM=Ti、 Zr、Hf、V、Nb和Ta)体系的界面势,以及Cu[100]/TMC[100](TM=Ti、Zr、 Hf、V和Nb)体系的界面势。利用反演获得的界面势研究了Fe/TMC和Cu/TMC界面体系的稳定性。首先基于半共格界面结构分析了不同(m,n)值界面体系的界面能和位错结构,并引入位错芯形成能和形成力的定义,从而可以定量分析位错对界面体系的影响。然后利用层状模型描述TMC晶粒增韧金属材料,并模拟在外应力作用下界面拉伸断裂和压缩过程。再根据拉伸断裂过程的能量E与拉伸量x变化曲线,计算层状模型的理论断裂强度σmax、解理面的表面能ys、界面破坏力F和拉伸杨氏模量ε。并以此描述界面体系抗拉伸能力。对于界压缩过程,比较压应力σ随压缩量x的变化趋势表征界面体系的抗压缩能力。从而根据界面的粘结强度以及界面体系抗拉伸和压缩能力,系统地分析了界面体系的稳定性。最后通过分析拉伸断裂过程中界面结构的演化,分析了Fe/TMC和Cu/TMC界面体系的断裂机制。通过模拟Fe/TMC和Cu/TMC界面体系的拉伸和压缩过程,认为NbC和HfC可以有效地提高Fe/TMC界面体系的抗拉伸断裂和抗压缩能力。对于Cu/TMC界面体系,ZrC和HfC则可以有效地增强Cu基体。而且我们认为在界面拉伸过程中,位错攀移为界面附近原子的移动提供了一定的空间,从而导致位错芯的出现。在外应力作用下,位错芯之间的贯穿促使裂纹形成,并最终导致界面的断裂。