面心立方金屬Cu刃型位錯(cuò)組態(tài)的分子動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、面心立方金屬中最短的點(diǎn)陣矢量,因此也是最容易形成位錯(cuò)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(cuò)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(bào)道對(duì)這一結(jié)果各持己見,認(rèn)識(shí)不一,因此深入研究面心立方金屬刃型位錯(cuò)的原子組態(tài)不僅具有理論意義,而且對(duì)于理解材料的塑性變形機(jī)制、強(qiáng)化機(jī)理以及其他物理化學(xué)性能具有實(shí)際意義。本文利用分子動(dòng)力學(xué)方法,使用EAM(Embedded-atom method)勢(shì),在0K下模擬了

2、面心立方金屬Cu的刃型位錯(cuò),研究了刃型位錯(cuò)的組態(tài)和能量。本文以建模、面心立方金屬Cu中位錯(cuò)產(chǎn)生對(duì)晶體體積的影響以及Cu中刃型位錯(cuò)、擴(kuò)展位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)和混合型位錯(cuò)的組態(tài)和能量這三個(gè)方面的問(wèn)題為線索,以面心立方金屬Cu中刃型位錯(cuò)的組態(tài)為重點(diǎn),對(duì)不同狀態(tài)下Cu中各種常見類型位錯(cuò)的組態(tài)和能量進(jìn)行了研究。雖然文中以金屬Cu為例進(jìn)行研究,但得到的大部分定性結(jié)論對(duì)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(cuò)導(dǎo)致晶體體積變大,產(chǎn)生螺型位錯(cuò)不引起晶體體積的變化,產(chǎn)生混合型位錯(cuò)后晶體體積膨脹最大,這可能是因?yàn)榛旌闲臀诲e(cuò)產(chǎn)生時(shí)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(gè)半原子面相鄰排列的刃型位錯(cuò)組態(tài)是不存在的,它會(huì)自動(dòng)分解為擴(kuò)展位錯(cuò),且該過(guò)程自發(fā)進(jìn)行,不需要額外的激活能,位錯(cuò)分解后晶體能量降低,符合能量最低原理。(3)基于對(duì)面心立方金屬 Cu、Au、Ag、Al、Ni、Pd的刃型位錯(cuò)和擴(kuò)展位錯(cuò)的研究,可以推斷面心