Al-Cu纳米结构硬化机制的原子尺度研究
材料科学
2017-12-27 v2
摘要
纳米结构具有取代传统金属结构的巨大潜力，因为它们通过应变硬化展现出增强的力学性能。本文通过分子动力学模拟阐明了晶粒尺寸对Al-Cu纳米结构硬化机制的影响。在50~500K温度下，使用嵌入原子方法（EAM）势，对不同应变率下的拉伸模拟研究了平均晶粒尺寸为4.57至7.26 nm的Al-Cu（按重量计含50-54% Cu）纳米结构。研究发现，纳米结构的失效机制受温度、晶粒尺寸以及应变率效应的共同支配。在300-500K的高温下，Al-Cu纳米结构的失效强度随着平均晶粒尺寸的减小而增加，遵循Hall-Petch关系。当晶粒尺寸减小时，位错运动受到显著阻碍，这在纳米结构的硬化中起着至关重要的作用。失效总是被发现在特定的Al晶粒处因其薄弱环节而起始，并通过晶界（GB）滑动、扩散、位错形核和传播进行扩展。我们还可视化了不同晶粒尺寸下的位错密度，以展示位错如何影响纳米尺度的材料性质。这些结果将进一步有助于对纳米结构变形机制的研究。
引用
@article{arxiv.1707.08403,
title = {Atomistic study of hardening mechanism in Al-Cu nanostructure},
author = {Satyajit Mojumder and Tawfiqur Rakib and Mohammad Motalab and Dibakar Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.08403},
year = {2017}
}
备注
20 page,11 figures