应力腐蚀机理的多层次及跨尺度关联研究

本申请拟从宏观、位错和原子三个层次上研究应力腐蚀，以及各个层次间的跨尺度关联，探讨微观过程和宏观规律之间的内在联系。在宏观层次上利用流变应力差值法研究膜致附加应力及其与应力腐蚀敏感性的关系，氢对附加应力的影响，得到氢对应力腐蚀的定量贡献；在位错层次上把应力腐蚀厚试样的裂尖部分制备为薄膜试样，利用透射电镜研究阳极溶解型、氢脆型和混合型应力腐蚀裂尖形貌，研究厚试样与薄膜试样的异同，探讨裂尖钝化膜和位错组态及应力腐蚀微裂纹三者间的关系；在原子层次上利用电化学扫描隧道显微镜对铜单晶的应力腐蚀过程进行研究，原位跟踪观察应力腐蚀过程中裂尖原子组态的变化以及与裂纹扩展的关系；利用三维分子动力学模拟铜单晶应力腐蚀时的腐蚀膜附加应力，以及该附加应力对位错发射、裂纹形核的影响；研究三个层次间的跨尺度关联性，提出反映微观过程与宏观规律相对应的应力腐蚀机理，为新材料的环境适应性设计提供理论基础。