镁中{10（?）1}孪晶形变机制的分子动力学研究

发布时间：2021-01-24 14:18

　　金属中的微结构,例如晶界、共格孪晶界、非共格孪晶界,经常作为强化金属的主要手段。传统的强化方法一般会降低材料的塑性。共格孪晶界由于其特殊的孪晶界-位错之间的相互作用,当孪晶的特征尺寸下降到纳米级别时,纳米孪晶结构对材料会显现出强化效果,这种材料的强化不会降低材料的塑性。镁中常见的孪晶主要有{1012}以及{10（?）1}两种孪晶。本文主要运用分子动力学对单晶镁中裂尖处的{110（?）1}形成机制以及{10（?）1}纳米孪晶镁的在纳米压痕下的变形机制进行了研究分析。主要取得了如下进展:（1）分析了镁中裂尖处{10（?）1}孪晶的形成机制:主要通过连续发射的2/9[1012]锥面部分位错实现,锥面部分位错的发射会伴有原子曳步的现象。文中对于位错矢量及原子曳步的大小给出了详细分析,表明这是一种以剪切为主导的孪生机制,剪切量为1.0672,远远大于其余两种常见的孪晶位错机制的剪切量（0.1736,0.1338）。此外,本文又分析了温度以及应变速率对该机制的影响。温度的升高有促进孪晶形成的趋势,但随着应变速率的升高,温度的促进作用会逐渐降低。应变率的提高会有利于此种孪生机制的出现。（2）探讨了{... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１镁中主要的滑移系：（ａ）基面、柱面和锥面＜ａ＞滑移，（ｂ）锥面＜〇?＋?〇＞滑移叫??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｒｉｍａｒｙ?ｓｌｉｐ?ｓｙｓｔｅｍｓ?ｉｎ?ｍａｇｎｅｓｉｕｍ：?（ａ）?ｂａｓａｌ，?ｐｒｉｓｍａｔｉｃ?ａｎｄ?ｐｙｒａｍｉｄａｌ?ｓｌｉｐｓ?ｏｆ?＜ａ＞??

Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｔｏｍｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｗｉｎ?ｂｏｕｎｄａｒｙ．??孪晶界（Ｔｗｉｎｂｏｕｎｄａｒｙ，?ＴＢ）是金属晶体中一种特殊的晶界，是晶体内部发生孪??生变形时基体与孪晶之间的界面，界面两侧晶体关于该界面对称，其结构如图１－３。??孪晶界错配度和晶界能都低，因此其结构比较稳定。孪晶界可以分为以下两种：??■??图１－４镁合金中的｛１０了１｝孪晶界［１７］??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｈｅ?｛１０了１｝?ｔｗｉｎ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｉｎ?Ｍｇ?ａｌｌｏｙ［１７］．??４??

?６０?８０?１００?１２０??Ｘ?ｏｒ?ｄ?（ｎｍ）??图１－６纳米孪晶铜的强度极值及软化［３７］??Ｆｉｇ．?１－６?Ｔｈｅ?ｍａｘｉｍｕｍ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ａｎｄ?ｓｏｆｅｎｉｎｇ?ｉｎ?ｎａｎｏｔｗｉｎｎｅｄ?Ｃｕ［３７］．??６??

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本文编号：2997394