孪晶界非均匀分布铜纳米线塑性变形的研究.doc

孪晶界非均匀分布铜纳米线塑性变形的研究在纳米尺度下,孪晶厚度对纳米材料的初始塑性变形有着至关重要的影响,其主要原因是孪晶界对位错的产生提供了斥力,而斥力的大小是随着孪晶厚度变化的。本文通过大规模分子动力学模拟了孪晶界非均匀分布纳米线在单向拉伸作用下的塑性变形行为。本文研究的重点集中在初始塑性变形的控制机理以及两种孪晶厚度在纳米线初始塑性变形过程中所起的作用。我们发现孪晶纳米线的初始屈服应力的大小并不是受最大孪晶厚度所支配,而是受纳米线中总的孪晶界密度所控制。随着孪晶界非均匀分布纳米线中总的孪晶界密度的增大,纳米线的初始屈服应力逐渐变大。同时,我们发现在孪晶界非均匀分布纳米线进入初始塑性变形时,位错的成核位置总是在孪晶界和自由表面的交接处且是孪晶厚度最大的孪晶中。当纳米线发生塑性变形时,先导位错为肖克来不全位错,其发射之后直接向着临近的孪晶界开始滑移,当孪晶界和位错相交时,位错直接穿过孪晶界,并不会出现位错塞积现象。最后,本文还系统的讨论了截面直径、加载应变率、温度以及截面形状对孪晶界非均匀分布纳米线的初始屈服应力的影响。研究结果表明初始屈服应力的大小高度依赖于截面直径、加载应变率、温度以及截面形状。