中国科学院“百人计划”a类择优支持申请表.doc

中国科学院中国科学院“百人计划百人计划”A 类类择优支持申请表择优支持申请表申申请请人姓名人姓名 杨杨金波金波 聘用聘用单单位位 中国科学院金属研究所中国科学院金属研究所联联系系 024-83978728 传真 024-23891320 电电子子邮邮件件 jbyang@ 中国科学院人事局中国科学院人事局姓名杨金波性别男出生年月1975.10专业材料学研究领域金属材料形变与断裂机制 的计算模拟聘任岗位研究员上岗时间2013.11学习经历（从本科填起）起始时间终止时间单位学位专业1994.091999.07清华大学学士材料科学与工程1999.092004.07清华大学博士材料科学与工程工作经历（准确到月份）起始时间终止时间单位研究领域专业技术职务2004.082006.03日本茨城大学工学 院材料系析出物强化模拟计算博士后2006.042010.02日本东北大学金研所界面脆化模拟计算博士后2010.032013.09美国橡树岭国家实验室多晶材料形变模拟计算博士后2013.11至今中国科学院金属研 究所金属材料形变与断裂机制的模拟计算研究员如内容较多，本栏目填不下时，可另纸接续（以下各栏目均如此）主要学术成就、科技成果及创新点（简要概括，不超过 500 字）界面（晶界和相界）是决定多晶/多相结构材料力学性能等的关键因素。

申请人在界 面位错理论和界面原子尺度模拟等方面开展了系统的研究工作，主要研究成果如 下：1） Frank-Bilby（FB）公式是表征界面位错含量的基本公式它是建立在界面位错 是连续分布这一假设基础之上的，不能直接应用于解释实际界面上离散化的位错 分布申请人给出了 FB 公式关于离散化界面位错的全解，适用于所有类型的界面 同时，将 FB 公式，O-点阵理论和马氏体唯象理论统一起来，证明了它们内在的一致性2） 基于 Olson-Cohen 的工作，建立了马氏体形核与长大的界面位错模型首次提 出自催化位错（autocatalytic dislocation）概念，解决了 Olson-Cohen 模型中马氏体 取向关系和惯习面在形核和长大过程中不一致，非均匀形核所需位错组合能量过 高和自催化形核长大所需位错来源等缺陷3） 分别利用 Burgers 回路法和 Nye 张量法为原子尺度模拟开发了分析程序，可以 对上述各种位错进行即时的分析，跟踪和统计4） 通过分子动力学模拟发现，界面位错核的结构通常对界面的本征力学性能起 决定性的作用上述研究成果在 Acta Materialia 和 Philosophical Magazine 等 SCI 刊物上已发表论 文 21 篇，另有 2 篇在审，被引用 133 次。

1-3 篇代表性论文（从事科研工作以来）作者排序题目期刊名称年份、卷期及页码第一作者Quantization of the Frank-Bilby equation for misfit dislocation arrays in interfacesActa Materialia2009;57: 4874-4881第一作者A crystallographic model of FCC/BCC martensitic nucleation and growthActa Materialia2010；58:1599-1606第一作者The effect of twist angle on anisotropic mobility of {110} hexagonal dislocation networks in alpha-ironScripta Materialia2012；66:761-764近 5 年发表主要论文或获批准专利情况作者排序题目期刊或国际会议名称年份、卷期及页码第一作者A high-resolution approach to trace dislocation evolution in atomistic modelingComputatio nal Materials ScienceUnder review第一作者Quantitative understanding of anomalous slip in MoPhilosophic al MagazineUnder review非第一作者Strain localization and fatigue cracking behaviors of Cu bicrystal with an inclined twin boundaryActa Materialia2014； 73:167-176第一作者；通 信作者The effect of twist angle on anisotropic mobility of {110} hexagonal dislocation networks in alpha-ironScripta Materialia2012； 66:761-764第一作者；通 信作者Use of the Frank-Bilby equation for calculating misfit dislocation arrays in interfacesScripta Materialia2010； 62:458-461第一作者；通 信作者Atomic scale modeling of {110} twist grain boundaries in -iron: structure and energy propertiesPhilosophic al Magazine2010； 90:991-1000第一作者；通 信作者A crystallographic model of FCC/BCC martensitic nucleation and growthActa Materialia2010； 58:1599-1606第一作者；通 信作者Shape deformation by moving a glissile interface with one set of misfit dislocationsPhilosophic al Magazine Letters2009； 89:605-613第一作者；通 信作者Quantization of the Frank-Bilby equation for misfit dislocation arrays in interfacesActa Materialia2009； 57:4874-4881非第一作者3D-AP and positron annihilation study of precipitation behavior in Cu–Cr–Zr alloyJournal of Nuclear Materials2009； 386-388:852- 855近 5 年出版主要著作情况作者排序书名出版社及年份撰写章节及页码注：“作者排序”栏按“第一作者”、 “通信作者”、 “非第一作者”顺序填写论文被收录情况统计（篇）中国科学引文数据库SCIEI第一作者6通信作者非第一作者2总计8论文被引用情况统计（SCI 引用）他人引用次数引用期刊种数引用作者人数第一作者6 519通信作者非第一作者111055总计171574以上内容已经申请人确认，情况属实。

申请人签字：年 月 日 注： 1. “论文被收录和引用情况”只针对前面列出的代表性论文和近 5 年主要发 表论文进行统计；2. 自引部分不计入引文统计中；3. 对列入统计表中的论文需附论文首页复印件；4. 对列入统计表中的论文需提供被引用情况证明到位后已开展的工作（包括研究内容与方向，实验室建设，团队建设等情况）研究内容与方向：研究内容与方向：申请人于 2013 年 11 月进入中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合） 实验室材料疲劳与断裂研究部开展工作，研究方向为金属材料形变与断裂机制的 计算模拟，包括单晶金属疲劳位错组态演化、界面疲劳损伤开裂机制和高强度金 属材料变形与断裂机制等目前已开展的研究工作如下：1. 面心立方面心立方单单晶金属疲晶金属疲劳劳位位错组态错组态演化基本演化基本规规律律计计算模算模拟拟一般认为，面心立方单晶材料在循环交变载荷下，循环应力应变曲线会出现 平台区，相应的，大量的位错会聚集并演化为规则的位错组态如驻留滑移带等然 而，这些现象的出现是有条件的：如晶体取向、层错能、反相畴界能（合金中）和温 度等实验研究发现这些影响因素的重要性，然而这些因素对微观机制的影响还 限于推测，缺乏直接的证据和较为定量的论证。

根据实验推测，驻留滑移带的微观 形成机制有很大可能与螺位错的交滑移、不同滑移面反号螺位错的抵消、及刃位 错偶极子的形成有关同时，驻留滑移带的产生过程与梯状结构中的刃位错的弓 出及弓出位错线的螺分量的滑移密切相关然而，这些微观机制模型目前都还没 有实时的实验现象或模拟计算作为佐证显然，应用模拟计算对业已建立的微观 机制模型中包含的诸多现象和影响因素进行定量评估可以促进对单晶形变和开裂 机制的深入理解由于此课题和位错演化密切相关，申请人课题组利用位错密度张量开发了一 种简单有效的位错表征工具它具有高分辨率（可以发现最小的位错环），而且可 以静态或实时分析柏氏矢量、位错线方向和位置、位错核分析、位错反应、位错节 点和位错浓度等，有助于下一步对位错形核、交滑移和演化等的研究目前，正在 着手将这种方法用于复杂相界面结构的分析另外，申请人利用第一原理计算了 多种面心立方金属中伴随面滑移和孪生的广义层错能，并以此为依据选择了适合 不同面心立方金属的经验势函数用于分子动力学模拟计算 目前，已经全面开展 对面心立方金属中交滑移和孪生的研究2. 晶界和晶界和孪孪晶界面疲晶界面疲劳损伤劳损伤开裂机制开裂机制计计算模算模拟拟为了排除大量晶界间的相互干扰，获得相对较为简单的变形过程和界面疲劳 开裂过程，采用双晶体样品进行实验及模拟计算研究是很好的选择。

本研究部前 期实验研究发现，加载方向、晶界法向和组元晶体间的位向差等都是影响双晶体 塑性变形的重要因素从双晶体样品疲劳实验发现，驻留滑移带可以完全穿过小 角度晶界，部分穿过（当滑移面在晶界处连续）或不能穿过大角度晶界（当滑移面 在晶界处不连续）在和驻留滑移带相互作用中，小角度晶界不开裂，但大角度晶 界容易产生开裂对这些现象的微观机制的研究表明，裂纹的形成与晶界-位错间的相互作用有关，特别是晶界和驻留滑移带间的相互作用然而，驻留滑移带本身 具有复杂的位错结构，包括刃位错偶极子形成的阶梯结构和阶梯间的螺位错，这 些复杂的位错组合是如何将切应变传递通过界面的，目前尚不明确因此，需要原 子尺度模拟计算提供实时的动态过程以便进一步的理论研究孪晶界面是面心立方金属材料中一种特殊晶界，近年来因其对传统工程材料 和新型结构材料的力学性能具有重大甚至决定性的影响而被广泛研究虽然孪晶 界面被用于改善材料的诸多性能，如奥氏体不锈钢和 Ni 基高温合金的腐蚀抗力、 TWIP 钢的加工硬化能力与强韧性、以及纳米晶金属材料和纳米孪晶金属的强韧性与抗疲劳能力，但是由于孪晶界面对位错运动的阻碍作用，它也是这些材料失 效时裂纹萌生和扩展的优先位置之一。

尽管人们围绕孪晶界面与位错交互作用进 行了大量的实验研究和原子尺度模拟计算，并取得了丰富成果，但是由于缺乏对 孪晶界面类型、加载条件和位错组态等重要影响因素的系统分析，仍然不能全面 理解孪晶界面与位错不同交互作用所导致的裂纹萌生与扩展的微观机制因此， 进一步研究单向与循环载荷下面心立方金属中各种不同孪晶界面的形变与损伤机 制具有重要的理论意义和实用价值申请人课题组已经从两方面着手研究晶界。