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納米多層膜為對象研究孿晶界面和非共格界面及其調(diào)制周期對材料塑性變形機制的影響,取得了以下主要進(jìn)展:（1）對孿晶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,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)位錯形核,并向FCC結(jié)構(gòu)一側(cè)擴展;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制不同;相變導(dǎo)致孿晶Fe應(yīng)力減小的速度要比位錯導(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)生了大量的點缺陷,隨著應(yīng)變的繼續(xù)加大,點缺陷被界面吸收,界面增厚,當(dāng)應(yīng)變增加到0.172時,在界面兩側(cè)開始發(fā)生脆性斷裂。（2）對Cu/Fe納米金屬... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：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金屬化現(xiàn)象只發(fā)生在堆垛層錯能比較低的納而在堆垛層錯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，以，變形機制主要為再生孿晶和退孿晶；當(dāng)面限制位錯運動的模式。2017 年，Zhao

圖 1.3 不同層厚多層膜的強化機制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)材料的兩個主要因素。界面的作用主要包括：位錯形核源、限制位錯運。界面通過這三種作用來影響材料的力學(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化作用[39,93]，但目前大多數(shù)研究均關(guān)注 FCC對于 BCC 金屬 Fe 來說，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,張云光.  Chinese Physics B. 2015(09)



本文編號：2989437