納米層狀結(jié)構(gòu)材料以其優(yōu)異的物理力學(xué)性能而備受關(guān)注,影響納米層狀結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能的因素主要包含兩個(gè)方面:界面結(jié)構(gòu)、調(diào)制周期λ。孿晶共格界面和非共格界面是兩種典型的界面,本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬以孿晶Fe和非共格界面的Cu/Fe納米多層膜為對(duì)象研究孿晶界面和非共格界面及其調(diào)制周期對(duì)材料塑性變形機(jī)制的影響,取得了以下主要進(jìn)展:（1）對(duì)孿晶Fe分別進(jìn)行了拉伸和壓縮模擬,研究發(fā)現(xiàn):在BCC結(jié)構(gòu)Fe中植入孿晶并未像FCC-Cu一樣改變拉壓不對(duì)稱性質(zhì)。在拉伸載荷下,孿晶Fe發(fā)生相變,由BCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成FCC結(jié)構(gòu),相變程度可達(dá)50%以上;當(dāng)應(yīng)變（?）增加到0.157時(shí),相變程度達(dá)到最大,在BCC結(jié)構(gòu)和FCC結(jié)構(gòu)的界面處發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)形核,并向FCC結(jié)構(gòu)一側(cè)擴(kuò)展;相變導(dǎo)致孿晶Fe的最大拉應(yīng)力小于單晶Fe,即在單晶Fe中植入孿晶導(dǎo)致了材料軟化,這與常見的孿晶硬化機(jī)制不同;相變導(dǎo)致孿晶Fe應(yīng)力減小的速度要比位錯(cuò)導(dǎo)致應(yīng)力減小的速度慢。在壓載荷下,孿晶Fe沒有發(fā)生相變,而是產(chǎn)生了大量的點(diǎn)缺陷,隨著應(yīng)變的繼續(xù)加大,點(diǎn)缺陷被界面吸收,界面增厚,當(dāng)應(yīng)變?cè)黾拥?.172時(shí),在界面兩側(cè)開始發(fā)生脆性斷裂。（2）對(duì)Cu/Fe納米金屬... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

納米多層膜結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.2 孿晶結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1.2 Schematic diagram of twin structure比，納米孿晶金屬材料具有拉伸強(qiáng)化、高的位向關(guān)系，孿晶界面可分為[73]：水平。研究者們研究了水平孿晶界面對(duì)金屬化現(xiàn)象只發(fā)生在堆垛層錯(cuò)能比較低的納而在堆垛層錯(cuò)能比較高的納米孿晶納米線[77]。在拉伸和壓縮載荷下，傾斜孿晶界面導(dǎo)致孿晶界面的遷移和孿晶界面的粗化金屬在單軸拉伸和壓縮下，不會(huì)產(chǎn)生剪年，Zhao 等[81]模擬了孿晶界面與加載方的影響，研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng) 00< θ < 200時(shí)，以，變形機(jī)制主要為再生孿晶和退孿晶；當(dāng)面限制位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的模式。2017 年，Zhao

圖 1.3 不同層厚多層膜的強(qiáng)化機(jī)制Fig. 1.3 Different strength mechanisms of multilayers at different length scales[92]文研究意義上綜述可知調(diào)制周期[41-47]和界面結(jié)構(gòu)[39,93]是影響納米層狀結(jié)構(gòu)材料的兩個(gè)主要因素。界面的作用主要包括：位錯(cuò)形核源、限制位錯(cuò)運(yùn)。界面通過這三種作用來(lái)影響材料的力學(xué)性能，但目前大多數(shù)研究金屬層狀結(jié)構(gòu)材料的界面主要是 FCC/FCC 類型，而較少關(guān)注 FCC/Be 是最常見的兩種金屬，是 FCC 和 BCC 結(jié)構(gòu)的典型代表。由它們組C 納米多層膜廣泛用于工程領(lǐng)域，尤其是核反應(yīng)堆材料。研究其界面材料力學(xué)性能的影響具有重要的理論意義和應(yīng)用背景。孿晶界面是屬材料中的特殊界面，其對(duì)材料性能的影響受到許多研究者的關(guān)注明孿晶界具有明顯的強(qiáng)化作用[39,93]，但目前大多數(shù)研究均關(guān)注 FCC對(duì)于 BCC 金屬 Fe 來(lái)說，研究較少。而在 Cu/Fe 納米多層膜中，外發(fā) Fe 相變[4]，故以 Fe 作為介質(zhì)弄清孿晶界對(duì)材料力學(xué)性能的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Effects of tilt interface boundary on mechanical properties of Cu/Ni nanoscale metallic multilayer composites[J]. 楊萌,徐建剛,宋海洋,張?jiān)乒?  Chinese Physics B. 2015(09)



本文編號(hào)：2989437