面心立方金屬Cu刃型位錯組態(tài)的分子動力學(xué)研究.pdf

1、面心立方金屬中最短的點陣矢量,因此也是最容易形成位錯的柏氏矢量是a/2<110>,結(jié)合原子面排列規(guī)律可知,面心立方金屬的刃型位錯應(yīng)該是由兩層原子面相鄰排列組成的。然而目前的研究報道對這一結(jié)果各持己見,認識不一,因此深入研究面心立方金屬刃型位錯的原子組態(tài)不僅具有理論意義,而且對于理解材料的塑性變形機制、強化機理以及其他物理化學(xué)性能具有實際意義。本文利用分子動力學(xué)方法,使用EAM(Embedded-atom method)勢,在0K下模擬了

2、面心立方金屬Cu的刃型位錯,研究了刃型位錯的組態(tài)和能量。本文以建模、面心立方金屬Cu中位錯產(chǎn)生對晶體體積的影響以及Cu中刃型位錯、擴展位錯、螺型位錯和混合型位錯的組態(tài)和能量這三個方面的問題為線索,以面心立方金屬Cu中刃型位錯的組態(tài)為重點,對不同狀態(tài)下Cu中各種常見類型位錯的組態(tài)和能量進行了研究。雖然文中以金屬Cu為例進行研究,但得到的大部分定性結(jié)論對于其他面心立方金屬同樣適用。
　　綜合模擬結(jié)果,得到以下主要結(jié)論:(1)面心立方金

3、屬Cu產(chǎn)生刃型位錯導(dǎo)致晶體體積變大,產(chǎn)生螺型位錯不引起晶體體積的變化,產(chǎn)生混合型位錯后晶體體積膨脹最大,這可能是因為混合型位錯產(chǎn)生時擠入晶體內(nèi)部的原子層數(shù)較多造成的。(2)面心立方金屬Cu中兩個半原子面相鄰排列的刃型位錯組態(tài)是不存在的,它會自動分解為擴展位錯,且該過程自發(fā)進行,不需要額外的激活能,位錯分解后晶體能量降低,符合能量最低原理。(3)基于對面心立方金屬 Cu、Au、Ag、Al、Ni、Pd的刃型位錯和擴展位錯的研究,可以推斷面心