Fe-Ni多層薄膜力學性能尺寸效應的分子動力學模擬.pdf

1、薄膜材料的微觀性能研究對于薄膜材料的廣泛應用有著重要的指導意義，如何正確的表征薄膜材料的微觀性能已經(jīng)成為目前薄膜材料的研究熱點之一。本文是采用分子動力學模擬方法，對Fe/Ni多層薄膜模型進行單向拉伸模擬，探索相同調(diào)制比以及不同調(diào)制比下的Fe/Ni多層薄膜的屈服應力與薄膜組元單層厚度的關系，并對拉伸過程中的Fe/Ni多層薄膜的微觀結構演變以及強化機制進行了分析。本論文主要研究結果如下：
　　1、通過對相同調(diào)制比的Fe/Ni多層薄膜的

2、拉伸模擬結果分析表明：Fe/Ni多層薄膜的屈服應力對薄膜組元單層厚度的變化有著明顯的尺寸依賴性，呈現(xiàn)這種尺寸依賴性的主要原因是由于其變形機制發(fā)生了變化。Fe/Ni多層薄膜的屈服應力隨著組元單層厚度的變化可大致分為三個階段，在單層組元厚度大于15.18 nm時，薄膜的屈服應力隨著組元單層厚度的減小而增大，服從經(jīng)典的Hall-Petch關系，變形機制為位錯塞積機制；在組元特征尺寸為10.6 nm￣15.18 nm時，薄膜的屈服應力不再隨著特

3、征尺寸的減小而增大，在一定的范圍內(nèi)波動，此時的變形機制為位錯弓出機制；當組元特征尺寸進一步減小時，屈服應力隨著特征尺寸的減小而減小，呈現(xiàn)出反Hall-Petch關系，此時薄膜的變形機制為位錯貫穿界面機制。
　　2、對不同調(diào)制比的Fe/Ni多層薄膜拉伸模擬結果顯示，當Ni組元單層厚度保持不變，F(xiàn)e組元厚度變化時，F(xiàn)e組元內(nèi)部結構隨著Fe組元單層厚度的減小逐漸無序化，尺寸越小，無序化程度越深，說明Fe/Ni多層薄膜結構中，F(xiàn)e組元率先