沿〈111〉晶向冲击加载下铜中纳米孔洞增长的塑性机制研究

邓小良 祝文军 贺红亮 伍登学 经福谦

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沿〈111〉晶向冲击加载下铜中纳米孔洞增长的塑性机制研究

    通讯作者: 祝文军; 

Plasticity Mechanism Associated with Nano-Void Growth under Impact Loading along 〈111〉 Direction in Copper

    Corresponding author: ZHU Wen-Jun
  • 摘要: 用分子动力学方法计算模拟了沿〈111〉晶向冲击加载过程中,单晶铜中纳米孔洞(直径约1.3 nm)的演化及其周围区域发生塑性变形的过程。模拟结果表明,在沿〈111〉晶向冲击加载后,在面心立方(fcc)结构中的4族{111}晶面中有3族发生了滑移。伴随孔洞的增长,在所激活的3族{111}晶面上,观察到位错在孔洞表面附近区域成核,然后向外滑移,其中在剪切应力最大的〈112〉方向上,其位错速度超过横波声速,其它〈112〉方向的位错速度低于横波声速。模拟得到的位错阻尼系数范围与实验值基本符合。由于孔洞周围产生的滑移在空间比较对称,孔洞增长形貌接近球形。在恒定的冲击强度下,孔洞半径增长速率近似保持恒定,其速率随着冲击强度的增加而增大。
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-11-15
  • 录用日期:  2006-02-26
  • 刊出日期:  2007-03-05

沿〈111〉晶向冲击加载下铜中纳米孔洞增长的塑性机制研究

    通讯作者: 祝文军; 
  • 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室,四川绵阳 621900;
  • 2. 四川大学物理科学与技术学院,四川成都 610064;
  • 3. 四川师范大学高压物理研究中心,四川成都 610068

摘要: 用分子动力学方法计算模拟了沿〈111〉晶向冲击加载过程中,单晶铜中纳米孔洞(直径约1.3 nm)的演化及其周围区域发生塑性变形的过程。模拟结果表明,在沿〈111〉晶向冲击加载后,在面心立方(fcc)结构中的4族{111}晶面中有3族发生了滑移。伴随孔洞的增长,在所激活的3族{111}晶面上,观察到位错在孔洞表面附近区域成核,然后向外滑移,其中在剪切应力最大的〈112〉方向上,其位错速度超过横波声速,其它〈112〉方向的位错速度低于横波声速。模拟得到的位错阻尼系数范围与实验值基本符合。由于孔洞周围产生的滑移在空间比较对称,孔洞增长形貌接近球形。在恒定的冲击强度下,孔洞半径增长速率近似保持恒定,其速率随着冲击强度的增加而增大。

English Abstract

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