纳米级铁柱压缩的分子动力学模拟
材料科学
2019-06-05 v1
摘要
现在已有可能制造出多种金属的完美晶体纳米线。理解此类物体的变形需要深入掌握纳米尺度下的塑性过程。此类纳米级微柱的各向同性压缩是理解塑性的良好模型系统。在此，我们利用分子动力学 (MD) 模拟研究了单晶体心立方 (BCC) 铁纳米柱在压缩下的这些现象。我们发现，长宽比较大的柱体在高应变率下可能会发生屈曲。屈曲行为的类型敏感地依赖于所使用的边界条件：周期性边界条件允许柱体顶部和底部旋转，导致 S 形屈曲；相比之下，固定边界则强制形成 C 形屈曲。长宽比更接近实验微柱压缩研究中所用比例的柱体，其变形行为以滑移为主，这与实验结果一致。对于沿<100>方向取向的微柱，滑移发生在<110>晶面上并形成局部滑移带。此类尺寸的柱体在屈服前承受的应力高于块体材料。人们可能会认为这部分是由于缺乏诱导滑移所需的形核位点所致。然而，进一步包含可能位错源的模拟（即含有球形晶界的较短铁柱，以及含有锯齿状边缘的类似柱体）并未显示出屈服强度的降低。
引用
@article{arxiv.1409.8328,
title = {MD Simulations of Compression of Nanoscale Iron Pillars},
author = {Con J. Healy and Graeme J. Ackland},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.8328},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 6 figures, 2011 MRS Spring Meeting, MRS Proceedings, 1369, mrss11-1369-XX03-03