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采用Mishin镶嵌原子势, 通过分子动力学方法模拟了金属Cu的低指数表面在不同温度的表面熔化行为, 分析了熔化过程中系统结构组态的变化以及固-液界面迁移情况. 金属Cu的(100)和(110)表面在低于熔点发生预熔化, 而(111)表面存在明显的过热现象. 准液体层的厚度随温度升高而增加, 热稳定性与表面的密排顺序一致, 按(111)、(100)、(110)顺序增大. 当温度高于热力学熔点时, 固液界面的移动速度与温度成正比, 外推得到热力学熔点约为1360~1380 K, 与实验结果1358 K吻合良好. 动力学系数定义为界面移动速度与过热程度的比值, 表现为明显的各向异性: k100=39 cm•s−1•K−1, k110=29 cm•s−1•K−1, k111=20 cm•s−1•K−1. k100与k110之间的比例符合collision-limited理论, (111)密排面有与其它低指数表面不同的熔化方式. 相似文献
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通过对不同温度下单晶薄膜的拉伸性能的分子动力学模拟,从微观角度揭示了温度效应对材料性能的影响. 结果表明温度效应对材料的变形机理影响很大.0K温度下由于缺乏热激活软化的影响, 粒子运动所受到的阻碍较大, 薄膜的强度较高, 塑性变形主要来自于粒子的短程滑移.温度升高,粒子的热运动加剧,屈服强度降低, 塑性变形将主要来自于大范围的位错长程扩展.多晶薄膜的模拟结果表明, 虽然其晶粒形状较为特殊, 但是它仍然遵循反Hall-Petch关系.在模拟过程中,侧向应力最大值比拉伸方向应力的最大值滞后出现.位错只会从晶界产生并向晶粒内部传播,晶粒间界滑移是多晶薄膜塑性变形的主要来源. 相似文献
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采用Mishin镶嵌原子势,通过分子动力学方法模拟了金属Cu 的(110)表面在不同应变下的熔 化行为,分析了表面熔化过程中系统结构组态和能量的变化以及固液界面迁移情况.金属Cu 的(110)表面在低于热力学熔点的温度下发生预熔化,准液体层的厚度随温度升高而增加.当 温度高于热力学熔点时,固液界面的移动速度与温度成正比,外推得到热力学熔点为1380K ,与实验结果1358K吻合良好.应变效应(包括拉伸和压缩)导致热力学熔点降低,并促进表 面预熔化进程.在相同温度条件下,准液体层的厚度随应变绝对值的增加而增大.应变效应导 致的固相自由能增加是金属Cu(110)表面热稳定性下降的主要因素,且表面应力和应变方向 的异同也会影响表面预熔化的进程.
关键词:
表面预熔化
热力学熔点
表面应力
分子动力学 相似文献
7.
通过对不同温度下单晶薄膜的拉伸性能的分子动力学模拟,从微观角度揭示了温度效应对材料性能的影响. 结果表明温度效应对材料的变形机理影响很大.0K温度下由于缺乏热激活软化的影响, 粒子运动所受到的阻碍较大, 薄膜的强度较高, 塑性变形主要来自于粒子的短程滑移.温度升高,粒子的热运动加剧,屈服强度降低, 塑性变形将主要来自于大范围的位错长程扩展.多晶薄膜的模拟结果表明, 虽然其晶粒形状较为特殊, 但是它仍然遵循反Hall-Petch关系.在模拟过程中,侧向应力最大值比拉伸方向应力的最大值滞后出现.位错只会从晶界产生并向晶粒内部传播,晶粒间界滑移是多晶薄膜塑性变形的主要来源.
关键词:
纳米薄膜
变形机理
温度效应
分子动力学 相似文献
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