【摘要】：近年來(lái),鎂基非晶合金因輕質(zhì),高強(qiáng)度,高彈性極限以及較強(qiáng)的玻璃形成能力等獨(dú)特的力學(xué)性能成為全世界科學(xué)研究的熱點(diǎn)。然而,其類似于脆性材料的力學(xué)行為嚴(yán)重限制了它在航空航天、電子、國(guó)防和能源等領(lǐng)域的快速發(fā)展。因此,如何有效地提高鎂基非晶合金的塑性,是使得它得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。眾所周知,剪切帶的形核與快速擴(kuò)展是造成鎂基非晶合金低塑性和脆性斷裂的主要原因。因此,阻礙剪切帶的快速擴(kuò)展是提高塑性的有效手段。為了實(shí)現(xiàn)這一目的,以鎂基非晶合金為基體,我們?cè)诒疚闹刑岢隽藰?gòu)建兩種不同多層膜樣品的思想,并采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了在拉伸載荷下影響多層膜力學(xué)行為的相關(guān)因素,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)研究了層厚度和縱橫比等對(duì)非晶/晶體MgAl/Mg納米多層膜(NACMs)的變形行為的影響。結(jié)果表明,隨著層厚度的增加,NACMs的塑性變形模式由以交叉廣義剪切帶為主的變形最終轉(zhuǎn)變?yōu)橐詥渭羟袔橹鞯淖冃�。由于晶體相,非晶相以及非晶/晶體界面(ACIs)的耦合作用,多層膜(中間層厚度)發(fā)生變形,被視為過(guò)渡階段。結(jié)果也顯示,無(wú)論層厚度如何變化,NACMs的峰值應(yīng)力均大于大塊非晶的峰值應(yīng)力,這是由于強(qiáng)晶相的增加和ACIs的強(qiáng)化作用所致。結(jié)果還指出通過(guò)選擇合適的層厚度,可以有效地提高NACMs的塑性和強(qiáng)度。此外,本文還定量地研究和分析了NACMs的變形行為。(2)研究了層厚度和類流動(dòng)缺陷濃度(AFDC)對(duì)非晶/非晶(A1/A2)納米多層膜力學(xué)行為的影響。結(jié)果表明,當(dāng)層厚度較小時(shí)(從1.8到8.5 nm),對(duì)于任意給定的層厚度,隨著AFDC的增加,A1/A2納米多層膜的塑性變形由“剪切局部化”向“均勻變形”模式演變,最終再次發(fā)生“剪切局部化”的變形。與大塊非晶相比,具有最佳AFDC的A1/A2納米多層膜均勻變形,實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度和高塑性的完美結(jié)合。此外,對(duì)于每個(gè)層厚度下的樣品,總是可以找到最佳的AFDC,并且隨層厚度的增加呈上升趨勢(shì)。當(dāng)層厚度較大時(shí)(13.0和25.0 nm),無(wú)論AFDC如何變化,對(duì)于確定的層厚度,最佳AFDC消失。在這種情況下,塑性變形行為被局限在A1軟相層,導(dǎo)致強(qiáng)烈的剪切局部化,塑性降低。
【圖文】：

圖 2-1 截?cái)喟霃椒ㄊ疽鈭D。模擬，必然是在特定的系綜下實(shí)行力學(xué)中非常重要的概念。就算處于置和速度的不斷變化。以系綜為起條件的約束下分成以下幾類：VE）micro-canonical ensemble，縮寫(xiě)為 NV N 個(gè)顆粒處于體積 V 的盒子中并且總 P 可以在某個(gè)平均值附近波動(dòng)并保持候我們可以先假定給出一個(gè)能量值來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)標(biāo)度速度來(lái)調(diào)整能夠的時(shí)間建立新的平衡。T）nical ensemble，縮寫(xiě)為 NVT，是最普

把它放置在一個(gè)立方體盒子里，形成模擬系統(tǒng)，則完全不同，差別較大。這將導(dǎo)致表面效應(yīng)的產(chǎn)生，繼而進(jìn)BCs 的引入徹底消除了這種不良影響，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造大體積的 MD 模擬系統(tǒng)。這意味著我們將使用單胞簡(jiǎn)化處于模擬大塊固體（相對(duì)于粒子尺度是無(wú)限大的）或液體時(shí)為中心，在三維空間中，基本元胞重復(fù)出現(xiàn)以形成無(wú)限大基本元胞內(nèi)的原子運(yùn)動(dòng)是最關(guān)鍵的，該元胞內(nèi)的原子如何也以相同的方式運(yùn)動(dòng)。正如圖 2-2 所示，正中間的基本元帶有數(shù)字的圓圈代表原子，其他元胞區(qū)域?yàn)榛驹膹?fù)離開(kāi)元胞區(qū)域并進(jìn)入 C 元胞時(shí)，該原子將在整個(gè)點(diǎn)格上移中心元胞，其他元胞也是如此，元胞內(nèi)的原子數(shù)始終保持度恒定，這才能符合實(shí)際狀況。在實(shí)際的三維體系中（三加周期性邊界條件，需考慮研究對(duì)象維度等多個(gè)方面。也向都必須使用 PBCs 條件進(jìn)行研究。也可以采用固定或自在研究表面特性時(shí)，，表面使用自由邊界條件和內(nèi)部采用 P
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG146.22

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本文編號(hào)：2640978