尺寸对 Cu 纳米柱中位错饥饿的影响：分子动力学模拟研究

尺寸在纳米柱的变形机制中起着重要作用。随着尺寸减小，许多 FCC 纳米柱表现出位错饥饿状态，这导致了其高强度。然而，关于位错饥饿机制的许多细节，如它发生的频率、其对总塑性应变的贡献程度，仍不清楚。同样，纳米柱中出现位错饥饿的尺寸阈值尚未明确确立。在此背景下，我们对尺寸（d）介于 5 至 21.5 nm 的 $<$110$>$ Cu 纳米柱的压缩变形进行了原子尺度模拟。分子动力学（MD）模拟结果表明，纳米柱通过扩展位错的滑移变形，并主要在较小尺寸（ $<$ 20 nm）下表现出位错饥饿。位错饥饿发生的频率在小型纳米线中最高，并随尺寸增大而降低。在纳米柱尺寸大于 20 nm 时，未观察到位错饥饿。此外，我们定义了位错饥饿应变，并基于此表明，位错饥饿状态对总塑性应变的贡献从小尺寸纳米柱中的 70\% 下降至大尺寸柱中的低于 5\%。本结果表明位错饥饿是小型纳米柱中的主导现象。