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Indexed by:会议论文

Date of Publication:2012-10-19

Page Number:2

Key Words:晶体材料;纳米铜;位错成核;纳米多晶;动力学模拟;塑性变形行为;纳米金属;铜纳米线;晶界滑移;孪晶;

Abstract:近年来,由于纳米金属晶体材料独特的特征尺度及诸多优异的力学、电学和光学等性能,其在新型纳米机电系统中有着巨大的应用价值和广泛的应用前景,因而受到越来越广泛的关注。然而纳米器件的性能将随着纳米金属晶体材料的变形而发生巨大的变化,因此认识纳米金属晶体材料的结构与性能,特别是与其力学性能之间的关系具有非常重要的理论和实际意义。基于分子动力学模拟方法,我们针对纳米铜晶体材料的塑性变形行为开展了一系列的研究工作,主要包括:系统研究了单晶铜纳米线在弯曲、扭转以及复杂加载路径作用下的力学变形行为和失稳特征,分析了加载率、尺寸、温度等因素对结构力学行为和性能的影响,模拟结果表明低温或高加载率下单晶铜纳米线抵抗塑性变形的能力较强,原子局部结构识别方法可用于纳米结构变形失稳分析,其结果同基于局部Hessian阵特征值分析的失稳准则一致,同时我们从模拟的角度给出了多个相连五重孪晶的形成机理:分析了五重孪晶纳米线的扭转特征,同时结合NEB方法研究了五重孪晶纳米线中位错成核活化能与结构尺寸及成核位置之间的关系,结果表明不全位错易于在自由表面成核,且不全位错在自由表面的成核活化能低于从棱角处成核的活化能,活化能随着截面尺寸和内部应力的