Fe/Ni多层薄膜力学性能尺寸效应的分子动力学模拟

发布时间：2024-05-17 23:52

　　薄膜材料的微观性能研究对于薄膜材料的广泛应用有着重要的指导意义,如何正确的表征薄膜材料的微观性能已经成为目前薄膜材料的研究热点之一。本文是采用分子动力学模拟方法,对Fe/Ni多层薄膜模型进行单向拉伸模拟,探索相同调制比以及不同调制比下的Fe/Ni多层薄膜的屈服应力与薄膜组元单层厚度的关系,并对拉伸过程中的Fe/Ni多层薄膜的微观结构演变以及强化机制进行了分析。本论文主要研究结果如下:1、通过对相同调制比的Fe/Ni多层薄膜的拉伸模拟结果分析表明:Fe/Ni多层薄膜的屈服应力对薄膜组元单层厚度的变化有着明显的尺寸依赖性,呈现这种尺寸依赖性的主要原因是由于其变形机制发生了变化。Fe/Ni多层薄膜的屈服应力随着组元单层厚度的变化可大致分为三个阶段,在单层组元厚度大于15.18 nm时,薄膜的屈服应力随着组元单层厚度的减小而增大,服从经典的Hall-Petch关系,变形机制为位错塞积机制;在组元特征尺寸为10.6 nm￣15.18 nm时,薄膜的屈服应力不再随着特征尺寸的减小而增大,在一定的范围内波动,此时的变形机制为位错弓出机制;当组元特征尺寸进一步减小时,屈服应力随着特征尺寸的减小而减小,...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 薄膜材料的概述
    1.2 Fe/Ni薄膜的研究现状
    1.3 尺寸效应
    1.4 塑性变形机制
    1.5 本文的选题依据及主要研究内容
第2章 分子动力学方法及软件
    2.1 引言
    2.2 分子动力学方法
        2.2.1 积分方法
        2.2.2 原子间的相互作用势
        2.2.3 边界条件
    2.3 压力与温度控制方法
        2.3.1 控压方法
        2.3.2 控温方法
    2.4 分析方法
        2.4.1 中心对称参数法
        2.4.2 局部晶序法
    2.5 运用的软件
第3章 相同调制比Fe/Ni多层薄膜力学性能尺寸效应
    3.1 引言
    3.2 模拟方法
    3.3 弛豫及拉伸模拟
    3.4 结果及讨论
        3.4.1 应力应变关系
        3.4.2 变形机制
        3.4.3 微观结构
    3.5 结论
第4章 不同调制比Fe/Ni多层薄膜力学性能的分子动力学模拟
    4.1 引言
    4.2 模拟方法
    4.3 弛豫过程及拉伸模拟
    4.4 结果分析
        4.4.1 Fe组元厚度变化对Fe/Ni多层薄膜拉伸性能的影响
        4.4.2 Ni组元厚度变化对Fe/Ni多层薄膜拉伸性能的影响
        4.4.3 Fe组元在不同厚度时对Fe/Ni多层薄膜力学性能的影响
        4.4.4 屈服应力随组元特征尺寸的关系
    4.5 结论
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3976146