自从德国科学家H.Gleiter首次成功地制备出具有清洁界面的纳米晶体材料以来，对于纳米晶体材料的制备方法、材料特性、变形机制以及实际应用等各方面的研究都已取得了重大进展，纳米晶体材料已经成为目前凝聚态物理学与材料科学等学科领域的一个重点研究方向。 本项目采用爆炸动态加载使粗晶铜发生高应变率塑性大变形的方法制备出了纳米晶铜，并开展了以下研究工作。首先，在实验上，对厚度为20mm和60mm两种圆柱纯铜件分别采用不同的装药厚度沿轴向进行了爆炸加载，然后采用日本理学公司的D/Max2500VL/PC型阳极转靶X射线衍射仪分别对爆炸加载实验后的试件进行了X射线衍射分析，对试件的晶粒平均尺寸进行了检测。其次，通过采用MTS810材料试验机和Φ14.5mm的霍普金森压杆分别对纳米晶铜的准静态及动态力学性能进行实验研究，以此为基础拟合确定纳米晶铜的Johnson-Cook本构参数，并借助于LS-DYNA3D有限元程序对爆炸加载过程进行数值模拟，以此为基础分析应变、应变率因素对晶粒细化程度的影响。最后，以实验结果为依据，从宏观角度建立冲击绝热压缩过程中的整体升温机制，从细观角度建立微尺度下的材料学现象同细观传热相耦合的晶粒温升计算模型；以实验结果配合计算结果，探讨爆炸加载法对纳米晶形成的细观机理。 通过研究结果表明：采用爆炸动态加载法可以成功制备出纳米晶铜，并且数值模拟可以有效地描述试件的爆炸加载冲击压缩过程，结合实验结果得出应变、应变率的增加有利于晶粒的细化。通过对于宏观整体温升以及细观局域温升的理论计算，得出爆炸动态加载下纳米晶铜具有很好的热稳定性。通过采用透射电镜（TEM）观察分析，该方法下晶粒的细化机制为位错运动和变形孪晶共同作用的结果。 2100433B