孿晶和堆垛層錯對納米晶金屬材料力學(xué)性能影響的模擬.pdf

1、納米材料作為一種新型的材料，以其優(yōu)異的力、電、磁、光學(xué)和化學(xué)等宏觀特性以及在宇航、電子、冶金、化工、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了全世界的廣泛關(guān)注。與普通的粗晶金屬相比納米晶金屬，具有許多不同的性質(zhì)和優(yōu)良的性能。一般情況下一種材料可以具有很好的韌性，或者很高的強度，但很難兩者兼而有之，通常是材料的強度越高，韌性就越差;韌性越好，強度一般就越低。對同一種材料來說，提高其強度往往是以降低其韌性為代價。近年來的一些研究結(jié)果表明，當晶粒細化為納米尺度后

2、，由于塑性變形機制的不同，可以通過在納米晶材料中保留一部分微晶，來實現(xiàn)高強度高韌性的結(jié)合。在變形過程中，納米尺度的晶?？梢员ＷC材料具有很高的強度，而微晶可以穩(wěn)定金屬的塑性變形。因此理解納米晶金屬的微觀結(jié)構(gòu)與其表現(xiàn)出的力學(xué)性能之間的關(guān)系，從而從微觀上揭示變形機理對于設(shè)計滿足一定應(yīng)用要求的材料具有根本性的意義。
　　本文采用分子動力學(xué)方法，選用EAM勢函數(shù)，主要對典型的納米晶體FCC金屬（金屬材料Al）的力學(xué)性能展開系統(tǒng)而深入的研究。

3、具體研究內(nèi)容包括:
　　(1)首先對FCC金屬Al的性能進行研究。包括研究其單晶、不同厚度孿晶、不同厚度堆垛層錯對材料的影響，研究這三種結(jié)構(gòu)在不同溫度時的變形行為。揭示出材料在變形過程中，位錯與晶粒界面、位錯與堆垛層錯、位錯與孿晶界面等相互作用的微觀機制。
　　(2)其次研究了裂紋對FCC金屬Al孿晶性能的影響進行研究。在此過程中，研究單晶Al中加入裂紋和孿晶、以及加入不同方向裂紋（其中包括裂紋方向與共格孿晶界面CTB平行和