铜剧烈塑性变形微观缺陷演化机理的分子动力学模拟

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:2015110008120141100073硕士学位论（文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：固体力学论文题目：铜剧烈塑性变形微观缺陷演化机理的分子动力学模拟英文题目：MolecularDynamicsStudyonMicroscopicDefectEvolutionMechanismofSeverePlasticDeformationofCopper学生姓名：陈海娟导师姓名：周承恩副教授二○一八年六月原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人

2、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大

3、学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：注：非全日制硕士可不填写学位论文版权使用授权书。内蒙古工业大学硕士学位论文摘要近些年来，随着科技的发展，对材料性能的要求越来越高。而纳米金属材料在越来越多的领域都得到了广泛的应用，正是因为纳米晶体材料具有的特殊力学性质，如晶粒尺寸在纳米级别的材料，它的硬度，强度和延展性等都远远优于普通材料。如果能够更加清楚地了解金属材料微观缺陷对其性能的影响，就可以通过改变材料的微结构来提高金属的

4、性能。因此，了解纳米金属材料的力学性质进而熟悉微结构变形机制，对于设计出满足人们需求的应用材料具有重大的意义。本文从微观尺度出发，运用分子动力学模拟方法，对单晶Cu的剧烈塑性变形过程进行模拟计算，研究材料塑性变形过程中位错的微结构演化机理，并通过可视化软件对该材料不同阶段的微结构模拟过程进行分析。研究了纳米面心立方金属的变形机制中位错结构的演化，即位错增殖、位错塞积、晶界的运动等等，从而探究其对宏观性能的影响，最后与单晶Ni的模拟结果进行对比。模拟结果表明：在塑性变形过程中，位错主要以弗兰克—里德增殖源机制进行增殖；单晶Cu和Ni在拉伸阶段，滑移面与滑移方向趋于拉伸轴线方向，在压缩

5、阶段，滑移面逐渐与压力轴线的方向垂直，同时结合铜和镍位错密度的对比发现，材料中出现的晶界越多，位错密度越大；对应力与密度的关系进行分析，得出材料塑性变形时，材料内部必然存在着位错的开动、增殖与消亡，而这些位错的运动最终达到结构细化的目的。关键词：纳米块体材料；位错增殖；晶粒转动；位错密度I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,withthedevelopmentofscienceandtechnology,people'srequirementsfortheperformanceofmaterialshavebecomehigherandhigher

6、.Nano-metalmaterialshavebeenwidelyusedinmoreandmorefieldsbecauseofthespecialmechanicalpropertiesofnano-crystallinematerials,suchasnano-scalegrainsize,higherhardness,strengthandductility.Itspropertiesarefarbetterthanordinarymaterials.Inordertoimprovethepropertiesofthemetalbychangingthemicrostru

7、ctureofthematerial,weneedtounderstandtheimpactsofmicroscopicdefectsonthepropertiesofmetalmaterials.Therefore,itisofgreatsignificancetounderstandthemechanicalpropertiesofnano-metalmaterialsandtodesignmaterialsthatmeetpeople'sneeds.Inthis