形貌演化是微纳制造的重要手段,也是亚微米结构失效的重要机制。在应力作用下,固体形貌演化是固体变形能和表/界面能竞争的结果。在纳米尺度,表/界面效应对固体变形能和表/界面能具有重要影响。本课题致力于在研究固体平衡形貌及其稳定性时引入表/界面效应的影响,以期发现由表/界面效应控制的形貌演化新机理和新现象。含表/界面效应固体应力场的求解是研究亚微米尺度固体形貌演化的基础。在此背景下,本项目开展了如下几方面的工作(1)用复变函数方法求解了椭圆纳米夹杂和椭圆纳米孔受远场载荷作用时应力场的半解析解,讨论了表/界面效应对应力场的影响;(2)研究了纳米夹杂和位错、向错等晶体缺陷的干涉作用,探讨了表/界面效应对作用于晶体缺陷构型力(物质力)的影响。(3)探讨了含表/界面效应复杂构型固体应力场求解的通用数值方法。(4)在本课题的资助下,还研究了基于向错以及向错偶极子应力释放的裂纹形核机理,并研究了纳米线表面效应对其内向错形核裂纹的影响。同时,还研究了Dugdale裂纹的分布位错模拟及其和非匀质材料内其它缺陷的相互作用机制。
英文主题词Morphology evolution;surface/interface effects;nano inhomogeneity;crystalline defects;configurational force