利用Finnis-Sinclair势的分子动力学模拟BCC金属中的空洞生长

韧性金属的断裂过程涉及空洞的成核、生长和连接。这一过程既发生在典型工程应用中的低应变率下，也发生在与动态断裂过程（如层裂）相关的高应变率下。本文基于Finnis-Sinclair原子间势，利用分子动力学（MD）研究了体心立方（bcc）金属V、Nb、Mo、Ta和W单晶在高应变率下的空洞生长。使用Finnis-Sinclair势使得能够在原子层面研究室温下与空洞生长相关的塑性，应变率范围从10^9/s降至10^6/s，系统规模高达1.28亿个原子。观察到原子系统在该应变率范围的高端经历从孪生到低端位错流的转变。我们分析了模拟中与空洞生长相关的特定塑性机制，即当位错环被推出以适应生长中的空洞时。我们还分析了不同应变率下纳米晶Ta膨胀过程中空洞成核和生长的模拟过程。我们评论了与面心立方（fcc）金属的早期研究相比，bcc金属中与空洞生长相关的塑性的差异。