导读:本文包含了超硬机制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:过渡金属单硼化物(TMB),过渡金属低硼化物,价电子浓度(VEC),结构特性
超硬机制论文文献综述
高振帮[1]（2018）在《过渡金属硼化物的超硬机制与微观设计》一文中研究指出超硬材料具有的硬度高、耐磨、耐高温高压及耐腐蚀等综合物化性能,在特种设备、光伏产业、机电设备、石油化工行业应用广泛。新型超硬材料设计近年来发展迅速,其克服传统超硬材料固有的局限性(金刚石高温高速加工不稳定、cBN合成条件极端等)日益重要。过渡金属硼化物(TMBs)的超硬机制与微观设计为是新型过超硬材料的一种合成超硬材料的重要研究领域。新超硬材料的研究聚焦在具有较强性质的固体化合物。目前超硬材料的设计准则主要有高体模量、高电子浓度、强共价键、热力学稳定性等。其中价电子浓度(VEC)和强共价键是TMBs设计超硬材料的关键因素。目前主要的研究方法是以过渡金属与硼形成化合物,结合实验合成的相,并利用第一性原理计算所选相的结构性质等(从头计算的方法),揭示新型超硬材料的设计机制起源与力学特性。传统认为硼化物的硬度与VEC成正相关,即随着硼B的含量增加、硼化物的体积模量(B)、剪切模量(G)、杨氏模量(E)及维氏硬度(Hv)应逐渐增长。近期,实验室合成的W_(0.5)Ta_(0.5)B硬度测试高达42Gpa,超过其父系WB。我们研究发现过渡金属单硼化物(TMB)的硬度随着VEC值的升高出现折点(VEC处于某一值是达到最大,增大或减少VEC硼化物的硬度都会减少),这种反常的力学行为现象,这与以往提出的VEC与硬度的正相关性有所差异。选取3d、4d、5d周期的(Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W)九种过渡金属的硼化物(TM_(1-x)B_x)作为研究对象。以TMB结构特性、力学特性及超硬机制作为主要的研究,低硼化物存在非预期的高硬度性,相反,其高硼化物呈现一种反常的硬度减少现象。第一结构特性分析:主要研究空间群为CmCm的,金属坐标和B都是占据Wyckoff 4c位置的晶格结构特性,发现其具有双金属原子层和Zigzag硼链的结构特性。第二力学特性分析:TMB结构稳定相计算,表明这些相的形成能都是负值,具有高热力学稳定相。研究其弹性模量、体积模量、剪切模量、杨氏模量泊松比、硬度与价电子浓度的关系。第叁超硬机制与电子结构起源:分析WB、VB等相的态密度图(DOS)、能带结构,分析金属及硼元素的电子s、p、d结合状态(dd,pd键),分析dd键和pd键对硬度机制的影响。这种非常规的现象源自于独特的硼原子间的成键机制。更进一步的研究表明,单硼化物具有密切的组成,相似的结构和能量下降。发现一种原子级和纳米机制的强化硬度机制,即通过鉴别较高的热力学稳定相以及强化弱的滑移平面。大量的相异硼原子之间的界面,这很容易合成一种多相材料,并且这些界面的纳米级互锁形成的强力阻止双金属原子层的滑移错位,因此极大的提高本征硬度和达到真实超硬材料。在研究TMB的反常力学行为和超硬机制起源后,选择低硼化物的V-B、Ta-B、Nb-B分析低硼化物,研究结构特性、力学特性、超硬机制起源。研究表明,它们的化学成分是相邻的,它们的晶体结构是相似的。此外,常见的结构特征是双金属原子层的存在,限制了其硬度的提高。为了进一步提高整体的硬度,在较大载荷下的相对较弱的两层的滑动位错必须受到限制。V-B(VB,V_5B_6,V_3B_4,V_2B_3)硬度接近超硬阈值,并预测是在低硼化合物中V-B的硬度最高,且V-B是新型超硬材料的有力竞争相。我们的研究旨在分析TMB与低硼化物的本征硬度,还存在一些非本征硬度提高的方法,例如在不同的硼化物之间有大量的界面建立一种多相固溶材料。这些界面形成了纳米级互锁,强烈地阻碍了每一个硼化物相的金属两层的滑动位差,从而增强了非本征硬度和获得真正的超硬。这种方法对我们理论分析是加强的效果,我们的研究结果表明:低硼化物具有较高的硬度,而一些高硼化物的不同,出现硬度降低(软化),这使传统观点认为高硼含量提高了硬度得到挑战。这种反常的硬度现象是由于硼含量的增加而形成的特殊的键合机制和能带填充。我们的工作不仅揭示了TM_(1-x)B_x这类异常硬度趋势的独特机制。同时也阐明了一个原子和纳米尺度的方法来创造出具有多重功能的新型超硬材料。对有前途的材料进行进一步的实验合成是非常渴望的。(本文来源于《上海海洋大学》期刊2018-05-30）
[2]（2015）在《我国首台输送分料机制成 超硬材料市场新突破》一文中研究指出10月29日,从新乡市新工机械有限公司获悉,由该公司牵头研发的输送分料机项目已圆满完成。目前已在某超硬材料公司投产使用。该设备的问世,将改变整个超硬材料的关键生产工艺,会进一步提升我国人造金刚石、cBN(立方氮化硼)等材料在国际市场上的竞争力。了解到,目前,国内的超硬材料在选型过程中,还需要靠人工上料,工作负荷相当大。使用机器人上料的造价又十分昂贵,并且后期维护成本居高不下。新工机械就是着眼于客户的需求焦点,使一台输送机在5分(本文来源于《超硬材料工程》期刊2015年01期）
张玉娟,杨莹泽,翟玉浩,张平余[3]（2012）在《TiSiN多层超硬薄膜的制备及增强机制研究》一文中研究指出采用离子束溅射与磁过滤阴极弧等离子体共沉积技术在单晶硅片(400)表面沉积了TiSiN硬度梯度多层薄膜。利用XRD、cross-section HR-TEM、nanoindentation等研究了硬度梯度多层结构的设计对TiSiN纳米复合薄膜的微观结构、膜基结合力、硬度和耐磨性的影响。发现在每一硬度亚层都未出现超硬现象的情况下,由于TiSiN纳米复合结构中的TiN纳米晶相在多层结构界面处产生穿晶现象,导致TiSiN硬度梯度多层薄膜都表现出了超硬效应。而且随着较高硬度单层厚度的增大,薄膜的纳米硬度逐渐增加。各硬度层厚度均等的多层膜耐磨性最低。(本文来源于《第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛论文集》期刊2012-10-28）
王梅[4]（2009）在《超硬材料WB_4硬度机制的第一性原理研究》一文中研究指出超硬材料广泛应用于机械工业中,是当今科学技术研究领域的热点。人们发现过渡族重金属与轻元素硼、碳、氮、氧结合所形成的共价化合物是潜在的超硬材料,掀起了新的研究热潮。然而,近年来合成的一些过渡族金属化合物都不是超硬材料,如ReB_2、OsB_2、PtN_2等。WB_4是首次合成的具有超硬性质的此类材料,对其深入研究可为今后理论预测或实验合成新型超硬材料提供重要指导。本文应用第一性原理方法对WB_4的电子结构和超硬机制进行了系统深入的研究,得到如下创新性结果:(1)首次发现WB_4超硬性质是B-B叁维共价成键结构导致的。(2)揭示出WB_4里W和B之间主要是离子成键——这与之前过渡金属化合物(如ReB_2、OsB_2、PtN_2等)明显不同。(3)通过对WB_4超硬机制的分析,提出过渡金属化合物成为超硬材料的必要条件:轻元素原子之间的强叁维共价成键,以及过渡金属元素提供高价电子密度。(4)预言了具有WB_4结构的其它五种TMB4(TM=Re、Mo、Ta、Os和Tc)也是超硬材料(硬度值H≥40GPa)。(本文来源于《吉林大学》期刊2009-05-01）
黄碧龙[5]（2008）在《含AlN纳米多层膜的生长结构和超硬机制研究》一文中研究指出以TiN为代表的硬质陶瓷薄膜作为刀具涂层取得了巨大的成功,有力地推动了制造业的发展。高速、干式切削等加工技术的进步对刀具涂层提出了更高的要求。纳米多层膜的高硬度以及能够通过材料组合获得其它优异性能的可裁剪性,使其成为一类具有广泛应用潜力的涂层材料。而其通过微结构的设计获得高硬度的强化机制更具理论研究价值。已有的研究表明,在很多多层膜中,一种调制层在一定条件下会使另一调制层发生相转变,如TiN/SiO2多层膜中,非晶层的SiO2在厚度低于约1nm时在立方TIN膜板层的作用下晶体化为与TiN结构相同的赝晶。但目前关于非晶晶化的研究主要集中在以立方氮化物为模板的纳米多层膜体系中,对于以其他晶体结构调制层为膜板层的多层膜体系的研究却鲜有报道。本文采用反应溅射方法制备了TiN/AlON纳米多层膜,采用化合物靶溅射制备了AlN/TiB_2纳米多层膜。研究了原为非晶态的AlON和TiB_2调制层在立方结构TiN和六方结构AlN晶体层“模板作用”下的晶化条件,以及非晶层晶化对纳米多层膜生长结构和力学性能的影响。论文还提出了一种测量金属基体上硬质薄膜内应力的应力释放测量法。研究结果表明:1.在采用氧化物Al2O3靶在Ar、N2混合气氛中通过反应溅射制备TiN/AlON纳米多层膜的过程中,溅射的Al2O3分子中的氧原子会部分被氮原子所取代,形成非晶态的AlON化合物。2.TiN/AlON纳米多层膜中,AlON在层厚小于0.6 nm时被强制晶化并与TiN形成共格外延生长结构,多层膜产生硬度升高的效应,最高硬度达40.6GPa;进一步增加其层厚,AlON向非晶态转变,从而破坏多层膜的晶体生长,多层膜的硬度随之降低。由于具有很高的沉积速率,这种采用反应溅射制备高硬度TiN/AlON纳米多层膜的技术有望用于工业生产。3.AlN/TiB_2纳米多层膜中,由于AlN的膜板作用,原为非晶态的TiB_2层在小厚度时被强制晶化,并与h-AlN形成共格外延生长结构。多层膜的硬度获得提高,最高达到30.5GPa。厚度继续增加,TiB_2转变为以非晶态生长,多层膜的共格外延生长结构受到破坏,相应地,其硬度也随之降低。4.论文基于Stoney公式,提出了一种通过电火花切割金属基片释放薄膜应力的内应力测量方法,该方法可准确地测量金属基体上硬质薄膜内应力,同时因可以直接从金属零件上取样而更方便。(本文来源于《上海交通大学》期刊2008-01-01）
赵文济[6]（2007）在《AlN基纳米多层膜的生长结构、超硬机制及高温稳定性研究》一文中研究指出以TiN为代表的陶瓷硬质薄膜在刀具涂层上的成功应用有力地推动了制造业的发展。高速、干式切削等加工技术的进步对刀具涂层提出了更高的要求。作为一种通过微结构设计强化的材料,纳米多层膜不仅可因其超硬效应获得高硬度,而且可以通过选择材料组合获得其他优异性能,因而纳米多层膜作为新一代刀具涂层材料而备受关注。鉴于已有的纳米多层膜产生强化的超硬效应研究,以及纳米多层膜中晶体层强制非晶层晶化的模板效应的微结构研究,其理论分析和实验研究多以NaCl结构的立方晶系所展开,本论文采用六方晶系的纤锌矿结构AlN(h-AlN)作为纳米多层膜的晶体层,研究了SiO_2和Si_3N_4非晶层在h-AlN晶体层上的晶化现象以及AlN/SiO_2和AlN/Si_3N_4纳米多层膜的生长结构、超硬效应和强化机制;考察了AlN/SiO_2纳米多层膜的高温抗氧化性,并且讨论了氧化物层的加入对纳米多层膜抗氧化性的影响。研究结果表明:在AlN/SiO_2和AlN/Si_3N_4纳米多层膜中,六方晶体的AlN模板层能够使沉积态为非晶的SiO_2和Si_3N_4在调制层厚度小于约0.6 nm时晶化为六方结构的赝晶体,并与AlN层形成共格外延生长结构,多层膜呈现出硬度升高的超硬效应,最高硬度分别达到29.1 GPa和32.8 GPa。SiO_2和Si_3N_4随层厚的进一步增加又逐渐转变为以非晶态生长,多层膜的外延生长结构遭到破坏,硬度亦随之降低。对于AlN/SiO_2和AlN/Si_3N_4纳米多层膜,根据模量差理论定量计算所得的硬度增量远小于实际测量值,表明模量差强化仅仅占到多层膜硬度提高的一小部分。基于高分辨透射电子显微镜观察到多层膜中存在晶格错配而产生拉压交变应力场,本论文利用共格应变的理论模型进行计算,得到的硬度增量与实际的增量相当。分析认为,两调制层形成共格(本文来源于《上海交通大学》期刊2007-01-01）
戴剑锋,何彦林,王青[7]（2002）在《超硬纳米类金刚石膜的结构特点及其形成机制的探讨》一文中研究指出研究了超硬碳膜的力学性质、波谱性质及结构性质 ,指出有一种无氢类金刚石膜是由石墨碎片、布基葱和金刚石晶粒以新型的共价键组成的网架结构 ,具有良好的力学性能 .由于石墨碎片中的π键变形 ,石墨碎片和布基葱边缘的不饱和悬键与金刚石晶粒周围的悬键结合成新型的共价键 .金刚石晶粒只能由激发态碳原子在非平衡重组过程中产生 ,而石墨碎片既可以在碳原子重组过程中产生 ,也可以在蒸发石墨过程中产生 .(本文来源于《甘肃工业大学学报》期刊2002年03期）
金泉林,吴慧英[8]（2002）在《LC4超硬铝合金大变形热扭转时微观组织的演变机制》一文中研究指出具有尺寸超过 10 0 μm粗大原始组织的LC4超硬铝合金在 4 4 6℃和 0 0 18rad s角速度条件下扭转变形 ,微观组织逐渐细化至约 10 μm并获得超塑性 ,微观组织的细化并非通过新晶粒形核和长大的非连续动态再结晶过程 ,而是通过位错向亚晶界聚集使亚晶界位向差逐渐增大 ,界面性质逐渐从亚晶界转变为晶界的连续再结晶过程(本文来源于《金属热处理学报》期刊2002年02期）
超硬机制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
10月29日,从新乡市新工机械有限公司获悉,由该公司牵头研发的输送分料机项目已圆满完成。目前已在某超硬材料公司投产使用。该设备的问世,将改变整个超硬材料的关键生产工艺,会进一步提升我国人造金刚石、cBN(立方氮化硼)等材料在国际市场上的竞争力。了解到,目前,国内的超硬材料在选型过程中,还需要靠人工上料,工作负荷相当大。使用机器人上料的造价又十分昂贵,并且后期维护成本居高不下。新工机械就是着眼于客户的需求焦点,使一台输送机在5分
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
超硬机制论文参考文献
[1].高振帮.过渡金属硼化物的超硬机制与微观设计[D].上海海洋大学.2018
[2]..我国首台输送分料机制成超硬材料市场新突破[J].超硬材料工程.2015
[3].张玉娟,杨莹泽,翟玉浩,张平余.TiSiN多层超硬薄膜的制备及增强机制研究[C].第九届全国表面工程大会暨第四届全国青年表面工程论坛论文集.2012
[4].王梅.超硬材料WB_4硬度机制的第一性原理研究[D].吉林大学.2009
[5].黄碧龙.含AlN纳米多层膜的生长结构和超硬机制研究[D].上海交通大学.2008
[6].赵文济.AlN基纳米多层膜的生长结构、超硬机制及高温稳定性研究[D].上海交通大学.2007
[7].戴剑锋,何彦林,王青.超硬纳米类金刚石膜的结构特点及其形成机制的探讨[J].甘肃工业大学学报.2002
[8].金泉林,吴慧英.LC4超硬铝合金大变形热扭转时微观组织的演变机制[J].金属热处理学报.2002
标签：过渡金属单硼化物(TMB); 过渡金属低硼化物; 价电子浓度(VEC); 结构特性;