納米孿晶界遷移機(jī)理及含孔洞孿晶材料力學(xué)性能的計(jì)算模擬研究.pdf

1、孿晶界是一種特殊的低能態(tài)共格晶界，孿晶界兩側(cè)的晶格呈鏡面對(duì)稱。由于孿晶界與位錯(cuò)間存在特殊的相互作用，利用納米尺度孿晶界面可實(shí)現(xiàn)晶體材料的增強(qiáng)增韌。孿晶界作為一種晶體面缺陷，能夠阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高材料的強(qiáng)度。同時(shí)，孿晶界具有容納位錯(cuò)的能力，進(jìn)而改善材料的塑性。
　　 本文利用分子動(dòng)力學(xué)方法模擬了孿晶界遷移的過(guò)程，分析了孿晶界遷移的微觀機(jī)理和溫度效應(yīng)。此外，本文模擬了含納米孔洞的孿晶銅的拉伸形變行為，得到了納米孔洞與孿晶界相互作用的

2、微觀機(jī)制，分析了孔洞大小和孿晶界間距對(duì)材料性能的影響。
　　 研究表明，f.c.c.晶體孿晶界的遷移是{111}滑移面內(nèi)不全位錯(cuò)環(huán)產(chǎn)生、擴(kuò)展和湮滅的結(jié)果。受溫度熱漲落的影響，孿晶界遷移的臨界剪切應(yīng)力隨溫度的升高而降低。本文建立了孿晶界遷移的理論模型，闡明了臨界剪切應(yīng)力與溫度的關(guān)系。
　　 結(jié)果顯示，材料的屈服應(yīng)力隨孔洞直徑的增大而減小，且不受孿晶界的影響。孿晶界能夠有效阻礙由孔洞發(fā)射的位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，從而大幅度提高晶體的強(qiáng)度