基于电子理论金属纳米晶体塑性变形机理及金属薄膜内应力形成机制研究与实验验证

基于改进的Thomas-Feimi-Dirac电子理论（TFDC），根据晶体材料内的电子空间分布、运输特征、相互作用以及系统能量变化规律严格导出位错稳定的临界晶粒尺寸。当晶粒尺寸小于临界晶粒尺寸时，位错将不能稳定存在，基于位错塞积理论导出的屈服强度与晶粒尺寸的Hall-Petch关系也将不存在，从而解释纳米晶晶粒内位错少的根本原因以及纳米晶偏离H-P关系的具体位置。并用界面约束小的电沉积软硬交替纳米金属多层膜的力学性能测量数据和微观结构观察来验证位错稳定的临界晶粒尺寸理论。同时，用电沉积法在不同的金属基体单面制备各种金属薄膜，研究薄膜的内应力，以求广泛验证Cheng等应用改进的TFDC理论和弹性力学方法得到的薄膜本征应力产生机制模型。对纳米晶变形机理和薄膜内应力本质更深层次的研究，不但深化对其力学性能的认识，而且还对开发新材料和改善传统材料的性能起到强有力的推动作用。