关于相界处位错透射与裂纹形核的竞争
材料科学
2019-10-02 v1
摘要
位错与相界的交互作用是一种复杂现象，远未被完全理解。近期提出了一种用于研究全共格且无损伤相界处刃型位错透射的二维Peierls-Nabarro有限元（PN-FE）模型。本文通过引入专用的相界内聚区模型扩展PN-FE模型，为此复杂性增添了新的维度。所提模型天然地提供了位错、外边界与相界（包括该边界的脱粘）之间的相互作用，使得研究位错透射与相界脱粘之间的竞争成为可能。通常，滑移面行为与相界脱粘所需的界面势通过原子模拟确立，它们对应于两团原子体相对刚性平移时的本征失配能。研究表明，在零厚度界面（如所提模型所用）中盲目使用这些势可能导致较大的定量误差。因此，为保持物理一致性，这些势需约化为零厚度势。本文采用线弹性约化。利用约化后的滑移面与相界势，针对一个8位错塞积系统研究了位错透射与相界脱粘之间的竞争。结果揭示了材料性能的相反差以及相界韧性对该竞争结果的强烈影响。在裂纹形核情形下，裂纹长度同样强烈依赖于这些性质。
引用
@article{arxiv.1812.01476,
title = {On the competition between dislocation transmission and crack nucleation at phase boundaries},
author = {F. Bormann and R. H. J. Peerlings and M. G. D. Geers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.01476},
year = {2019}
}