晶體材料
關注創建者：若比鄰 創建時間：2016-12-16
晶體材料的視頻教程
前面課程的補充-多相材料的晶體塑性有限元模擬（fcc/bcc的補充）
本課程是針對前面課程-《包含滑移、孿生變形機制的hcp金屬晶體塑性有限元》的補充，在UMAT中做了適當添加，能完成FCC/BCC的滑移與HCP滑移+孿生的雙相、多相材料晶體塑性建模模擬，注意的是針對FCC/BCC晶體材料，僅有滑移機制，無法進行FCC/BCC孿生的模擬。
￥200 12分鐘 283播放
查看
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(2)-材料幾何結構的理論基礎
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(2)-材料幾何結構的理論基礎，第2章是關于材料微觀結構理論基礎的講解，課程包含下面4部分內容： 2.1 材料微觀結構的建模方法匯總 2.2 Voronoi幾何模型的建模方法 2.3 Laguerre幾何模型的建模方法 2.4 真實晶粒幾何模型的建模方法 關鍵字：材料微觀結構；Voronoi幾何模型；Laguerre幾何模型；真實晶粒幾何模型
￥199 1小時9分鐘 797播放
查看
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(1)-材料變形理論的理論基礎
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(1)-材料變形理論的理論基礎，第1章是關于晶體塑性變形理論基礎的講解，課程包含下面5部分內容： 1.1 金屬塑性成形的多尺度研究方法 1.2 晶體塑性理論的歷史和發展 1.3 晶體塑性變形的理論基礎 1.4 晶體塑性變形的數值求解 1.5 多晶變形與單晶變形的關系 關鍵字：金屬塑性成形；多尺度研究；晶體塑性理論；數值求解
￥199 1小時42分鐘 1923播放
查看
晶體材料的實例教程
光子晶體是指由不同介電材料周期性排列而產生的光子帶隙結構，具有調控光傳播的作用。當可見光通過光子晶體時，特定頻率的光會受到光子帶隙的調制，導致部分可見光不能通過該材料直接被反射，從而使光子晶體產生特定的結構色。結構色在自然界中廣泛存在，例如蛋白石、孔雀的羽毛、蝴蝶或甲蟲的翅膀等都具有周期性排列的光子晶體結構從而展現出鮮艷的結構色。
將光子晶體與聚合物彈性體結合可得到光子晶體彈性體，可用于可視化的力學傳感器等領域。然而，如何提高光子晶體彈性體材料的使用性能，同時又避免不同觀測角度帶來的色彩不一致的問題仍然是該領域的一大挑戰。針對上述問題，華中科技大學化學與化工學院朱錦濤、張連斌團隊設計制備了一種基于金屬超分子聚合物的可自愈合、具有無角度依賴結構色的光子晶體彈性體材料，克服了光子晶體材料機械損傷以及不同觀測角度色彩不一致的局限。相關成果近期發表在《先進材料》（Advanced Materials）雜志上。該論文的通訊作者是朱錦濤教授和張連斌教授，論文第一作者為博士后譚海英。
圖 1基于超分子聚合物的光子晶體彈性體及其無角度依賴的結構色彩。
作者利用聚二甲基硅氧烷與稀土金屬離子形成的超分子聚合物作為基體材料，將其與單分散的二氧化硅納米粒子復合，通過噴涂或快速溶劑揮發的方法誘導二氧化硅納米粒子在超分子聚合物中自組裝形成具有短程有序結構的光子晶體材料，該材料展現出鮮艷的結構色。改變納米粒子尺寸或納米粒子在聚合物中的含量可調控其結構色彩。該材料還表現出無角度依賴的結構色，即從不同的角度觀察其顏色不發生變化（如圖1所示）。更重要的是，該光子晶體彈性體還表現出類似于變色龍皮膚的變色性能，在拉伸或壓縮等外力作用下其結構色可發生改變（圖2），外力釋放后該材料又能恢復到之前的結構色，因此可用于可視化應力傳感領域。
展開 圖2.9 晶體塑性模型輸出參數對照圖
圖2.10 后處理PEEQ和SDV121的分布
FCC晶格材料一共有12組滑移系，我們如果想查看1號滑移系的強度和剪切應變，可以輸出的SDV1和SDV109，結果如圖2.11所示，可以觀察到各晶粒滑移系的開動情況。
圖2.11 后處理SDV1和SDV109的分布
3. BCC晶格材料的變形模擬-單晶體
所有模塊的設置與第1節"FCC晶格材料的變形模擬-單晶體";的創建過程類似，只是需要修改BCC晶格材料的材料參數。
材料模型
圖3.1 晶體塑性模型材料參數對照圖
BCC晶格材料我們使用論文《基于CPFEM的TA15鈦合金高溫塑性變形研究》里研究的β-Ti，其160組材料參數如下：
圖3.2 β-Ti晶體的160組晶體塑性材料參數
注意，以上參數中，Props(1-21)是晶體材料的彈性常數，彈性常數的獨立張量元數目至多只有21個。對不同的晶系的晶體(7大晶系)，因為對稱性的關系，其獨立的彈性常數是確定的。晶系的對稱性越高，獨立的張量元數目越少。六方晶系(HCP)，獨立的張量元數目有5個C11 C12 C13 C33 C44，立方晶系(FCC/BCC)，獨立的張量元數目有3個C11 C12 C44。
圖3.3 160組晶體塑性材料參數的彈性部分
Props(25-56)是晶體材料的滑移系參數。Props(25)是滑移系族的個數，對FCC晶格材料有12個滑移系，只有1個滑移系族{111} <110>；對BCC晶格材料有48個滑移系，有3個滑移系族{110} <111>、{112} <111>、{123} <111>。
其余的材料參數在圖3.1中有解釋，將彈塑性參數的數值按照論文的數據進行設置，并將20*8的矩陣其轉化為160*1的矩陣后，定義給材料模型。
展開 材料力學低碳鋼拉伸試驗中，材料的變形分為四個階段：彈性階段、屈服流動階段、強化階段和徑縮斷裂階段，如圖1，其中當材料經過d點后，材料很快發生斷裂，該點對應的應力σb即為強度極限。但這只是實驗觀察到的現象，它與材料的理論斷裂值還有很大的區別。
假設材料的斷裂是由于原子間距被拉的太遠，超過了極限從而發生的斷裂。我們知道，原子之間的力與原子間的距離存在一定的關系，當原子靠的特別近的時候，原子間存在排斥力，當原子離的比較遠的時候，原子間存在相互吸引力，在某一距離下，原子間的作用力為0，即平衡位置。
現在我們來考慮原子間的力與應力的關系，根據應力的定義
顯然，曲線上的最大值σm即代表原子間的最大結合力——理論斷裂強度，即在理論上認為材料應力超過σm時將被拉斷。作為一級近似，該曲線可用正弦曲線表示。
而實際上，對于純鐵的抗拉強度是只有170～270MPa左右，我們熟知的Q235鋼，其抗拉極限為375～460MPa，Q345鋼的抗拉強度約是490-620MPa，遠遠低于材料的理論斷裂強度。主要原因在于公式(11)表示的是理想材料的斷裂強度，也就是說材料中沒有任何的缺陷。但這是不可能的，材料在冶金、鑄造、加工等過程中難免會產生一些初始缺陷，造成應力集中從而大大降低了材料的強度缺陷。
下載地址：晶體材料強度與斷裂微觀理論
展開 材料領域頂級期刊《先進材料》（Advanced Materials，影響因子21.95）近日在線發表武漢大學化學與分子科學學院汪成教授課題組，在響應性多孔框架晶體材料方面的最新研究成果。
論文題為《鋯金屬-有機框架中光誘導電子轉移的調控：固態熒光分子開關和熒光增強探針的構筑》（Tuning the Photoinduced Electron Transfer in a Zr-MOF: Toward Solid-state Fluorescent Molecular Switch and Turn-on Sensor，DOI: 10.1002/adma.201802329），第一作者為博士生桂波，通訊作者為汪成教授及中科院化學研究所張德清研究員，楊楚羅教授團隊在熒光測試方面提供了幫助。該研究獲得了國家自然科學基金、湖北省創新團隊及武漢大學自主科研等經費的資助。
汪成教授課題組一直致力于構筑響應性多孔框架晶體材料的構筑并探索其在不同領域中的潛在應用。在先前的工作中，他們從有機分子開關設計、合成出發，通過固載到金屬-有機框架（MOFs）的骨架中，實現了有機分子開關在固態下的高效可逆調控（《材料化學》，Chem. Mater. 2015, 27, 6426）和構筑了門控可控MOFs藥物釋放體系（《科學進展》，Science Adv. 2016, 2, e1600480）。最近他們還受邀撰寫綜述，系統闡述有機分子開關固態調控理念（《大分子快訊》，Macromol. Rapid Commun. 2018, 39, 1700388）。
展開 材料參數必須在轉變溫度或低于轉變溫度時測量。
損傷的發展可以公式化為:
公式中分母表示單元失效對應的Johnson-cook等效塑性應變，公式為：
分子表示為等效塑性應變增量，公式為：
公式中可以看到，損傷隨著塑性應變的增大不斷累積，直至材料的失效，通過損傷變量進一步與晶體材料的屈服面或者彈性性能的退化可以實現材料彈-塑-損傷的耦合模擬，當不對其進行耦合時，可以用來判斷材料的失效狀態與相關參數的關系。
參考文獻：《Crystal plasticity finite element modeling and simulation of diamond cutting of polycrystalline copper》編寫對應的材料子程序。在huang晶體塑性程序的基礎上，調用johnson-cookd損傷函數，編寫過程中，需要自定義響應的狀態變量，如等效塑性應變，等效塑性應變率，損傷變量，以及是否進行損傷單元的刪除分析。其中等效塑性應變增量的計算，通過滑移系統的分切應力與對應滑移系統剪切應變的乘積絕對值之后與等效應力的比值獲得。并最終實現損傷的表征，采用umat子程序進行編寫。
展開 
晶體材料的相關專題、標簽、搜索
晶體材料的最新內容
摘要：
步驟1：創建雙折射材料KDP（磷酸二氫鉀晶體），命名為KDP Baseline。
?? = 1.44, ?? = 0.00422????2, ?? = 1.89?? - 05????4
- 基板材料：晶體硅
- 入射角度。75°
橢圓偏振分析儀
橢圓偏振分析儀用于計算相位差??，以及反射光束的振幅分量Ψ。
有關該分析儀的更多信息可在這里找到。
橢圓偏振分析儀
總結 - 組件...
例如洛匈偏振器 (Rochon polarizer) 使用兩塊雙折射棱鏡組成偏振器（本例為KDP晶體）：
在這個偏振器中，兩塊KDP晶體材料的棱鏡以晶軸夾角為90°組合在一起，如上圖所示。第一塊棱鏡的晶軸（上圖橙色虛線表示）的方向余弦為 (0, 0, 1)，與局部Z軸重合。在第二塊棱鏡中，晶軸的方向余弦為 (0, 1, 0)，與局部X軸重合。
█展品范圍：
工業鉆石、超硬材料及制品展區
1、工業鉆石應用端：培育鉆石、金剛石晶體、金剛石復合材料、金剛石微粉及磨料、金剛線、金剛石薄膜和厚膜 /DLC 涂層、氧化鋁、石墨負極材料、硅碳負極、碳納米管、碳納米管纖維、碳纖維及碳纖維復合材料、炭/炭復合材料、活性炭、超級電容炭、多孔碳、碳氣凝膠、碳分子篩、碳化硅半導體材料、富勒烯、立方氮化硼及其微粉、PDC、PCD、PCBN、CVD 金剛石、
該系統適用于晶體結構、復合材料、礦物薄片及其他各向異性樣品的觀察與定量評估。
Voronoi圖以晶粒中心為生成點劃分區域，可用于模擬多晶材料的晶界行為、斷裂及應力分布，是材料科學中分析晶體結構與性能的關鍵工具。本案例介紹在COMSOL內建立二維Voronoi晶粒及晶界模型。
光學設計中的光學加工鏈建模9個月前
光學制造鏈調控的問題在于，目前存在超過360多種已知的光學制造技術（OFT）和解決方案可供選擇，這些技術和解決方案必須被編排成僅部分取決于光學系統設計者的透鏡參數和公差的優化制造鏈：特別是，優化的光學制造鏈必須能應對以下技術“六足”的相互關聯的挑戰：（a）幾何形狀（例如形狀、局部曲率半徑、光學表面的中心及其外圍圓柱體設計），（b）尺寸（直徑和矢高從微米到米不等），（c）材料（從塑料到玻璃，再到半導體材料和晶體
光學設計中的光學加工鏈建模9個月前
光學制造鏈調控的問題在于，目前存在超過360多種已知的光學制造技術（OFT）和解決方案可供選擇，這些技術和解決方案必須被編排成僅部分取決于光學系統設計者的透鏡參數和公差的優化制造鏈：特別是，優化的光學制造鏈必須能應對以下技術“六足”的相互關聯的挑戰：（a）幾何形狀（例如形狀、局部曲率半徑、光學表面的中心及其外圍圓柱體設計），（b）尺寸（直徑和矢高從微米到米不等），（c）材料（從塑料到玻璃，再到半導體材料和晶體
光學制造過程建模10個月前
調制
目前存在超過360多種已知的光學制造技術（OFT）和解決方案可供選擇，這些技術和解決方案必須被編排成僅部分取決于光學系統設計者的透鏡參數和公差的優化制造鏈：特別是，優化的光學制造鏈必須能應對以下技術“六足”的相互關聯的挑戰：（a）幾何形狀（例如形狀、局部曲率半徑、光學表面的中心及其外圍圓柱體設計），（b）尺寸（直徑和矢高從微米到米不等），（c）材料（從塑料到玻璃，再到半導體材料和晶體），（
在光學領域，雙折射是指光線進入某些晶體材料時，分解為兩條折射角不同的光線，這種特性廣泛存在于自然界的眾多物質之中，如浮游生物、淀粉粒子和脂肪粒子等。通過對馬耳他十字現象的觀測與分析，能夠實現對這些具有雙折射特性樣本的快速且簡易識別，在生物研究、材料分析等多個學科領域具有重要的應用價值。
實驗設置與操作
參數配置
在本案例的仿真過程中，采用特定的光學元件組合與光源設置。
