發(fā)布時間：2023-02-06 15:51

　　近年來科研工作者對納米純金屬晶體中晶界的剪切耦合效應(yīng)已經(jīng)做了深入的研究,然而,對于納米合金材料中晶界行為的研究比較少。本文依據(jù)分子動力學(xué)方法利用LAMMPS軟件對Cu-Al合金中的對稱傾轉(zhuǎn)晶界進(jìn)行了系統(tǒng)研究。發(fā)現(xiàn)低溫條件下,高濃度的Al原子會使晶界的遷移轉(zhuǎn)變?yōu)榛�。相�?含有低濃度Al原子的Cu-Al合金中晶界仍然可以保持剪切耦合運(yùn)動。另外,特定溫度下,不同傾轉(zhuǎn)角的晶界,滑移轉(zhuǎn)變濃度不同。當(dāng)傾轉(zhuǎn)角小于50°時,滑移轉(zhuǎn)變濃度隨著角度的增大而降低,當(dāng)傾轉(zhuǎn)角大于50°時,則呈相反趨勢。另一方面,含有橢圓孔洞的Cu-Al合金在受到剪切作用之后晶界與孔洞的變形機(jī)制與Cu雙晶有所不同。Cu-Al(1at.%)合金的晶界與孔洞之間不再形成向錯四極,并且在孔洞上方不會形成子晶粒。然而,孔洞附近的局部晶界仍然符合三聯(lián)點(diǎn)的特點(diǎn),隨著剪切的進(jìn)行孔洞會因?yàn)樽蟮陀腋叩姆菍ΨQ變形而愈合。隨著Al原子濃度升高,孔洞與晶界的作用機(jī)制不再符合三聯(lián)點(diǎn)的特點(diǎn),孔洞的變形機(jī)制也出現(xiàn)了很大的不確定性,最終很難愈合。本文的研究雖然仍處于初步階段,但是對未來研究納米合金材料的晶界和孔洞變形具有一定的參考價值。

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 納米合金材料的研究背景及其意義
    1.2 納米金屬材料中的晶界
    1.3 材料中的缺陷
    1.4 本文的主要工作
第二章 分子動力學(xué)簡介
    2.1 引言
    2.2 分子動力學(xué)基本原理
        2.2.1 基本理論依據(jù)
        2.2.2 牛頓運(yùn)動方程的數(shù)值算法
        2.2.3 周期性邊界條件
    2.3 系綜
        2.3.1 正則系綜
        2.3.2 等溫等壓系綜
    2.4 初始設(shè)定與積分步程
        2.4.1 初始設(shè)定
        2.4.2 積分步程的選取
    2.5 多體系統(tǒng)中的勢能函數(shù)
        2.5.1 嵌入原子勢
        2.5.2 角度相關(guān)勢
    2.6 晶界追蹤與應(yīng)力計算
        2.6.1 中心對稱參數(shù)法
        2.6.2 維里應(yīng)力
    2.7 小結(jié)
第三章 CuAl合金晶界的剪切耦合運(yùn)動
    3.1 引言
    3.2 對稱傾轉(zhuǎn)晶界及其晶界能密度
        3.2.1 對稱傾轉(zhuǎn)晶界
        3.2.2 晶界能密度
    3.3 剪切模擬細(xì)節(jié)與初始結(jié)構(gòu)
        3.3.1 模擬細(xì)節(jié)
        3.3.2 弛豫后的模型
    3.4 模擬結(jié)果與分析
        3.4.1 晶界的剪切耦合運(yùn)動
        3.4.2 Al原子濃度對Cu-Al合金中晶界運(yùn)動的影響
        3.4.3 溫度對Cu-Al合金中晶界運(yùn)動的影響
        3.4.4 尺寸效應(yīng)
    3.5 小結(jié)
第四章 孔洞與晶界之間的相互作用
    4.1 引言
    4.2 模型建立與細(xì)節(jié)
    4.3 雙晶Cu中孔洞與晶界的相互作用
        4.3.1 孔洞的愈合與擴(kuò)展
        4.3.2 子晶粒的形成
    4.4 Cu-Al合金中孔洞與晶界的相互作用
        4.4.1 Cu-Al(1at.%)合金在不同溫度下的剪切
        4.4.2 不同Al濃度的影響
    4.5 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要成果



本文編號：3736188