面心立方铜晶体中空洞生长与贯通的尺寸效应

计算物理 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (4): 540-546.

面心立方铜晶体中空洞生长与贯通的尺寸效应

庞卫卫¹, 张广财^1,2, 许爱国^1,2, 卢果²

1. 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088;
2. 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室, 北京 100088

收稿日期:2010-07-02 修回日期:2010-09-17 出版日期:2011-07-25 发布日期:2011-07-25
通讯作者: 张广财,E-mail:Zhang_Guangcai@iapcm.ac.cn
作者简介:庞卫卫(1983-),女,硕士生,主要从事凝聚光物理和材料微观模拟研究,E-mail:pangwei-wei@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(10702010,10775018,11075021);中国工程物理研究院发展基金(2009A0102005,2009B0101012);重点实验室基金资助项目

Size Effect in Void Growth and Coalescence of Face-centered Cubic Copper Crystals

PANG Weiwei¹, ZHANG Guangcai^1,2, XU Aiguo^1,2, LU Guo²

1. Graduate School, Chinese Academy of Engineering Physics, Beijing 100088, China;
2. National Key Laboratory of Computational Physics, Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100088, China

Received:2010-07-02 Revised:2010-09-17 Online:2011-07-25 Published:2011-07-25

摘要/Abstract

摘要： 利用分子动力学方法模拟沿拉伸方向排布的两个空洞在单轴拉伸作用下的动力学行为.着重研究不同尺寸空洞对其拉伸贯通过程的影响.结果表明,不同尺度的空洞都是通过空洞表面发射位错环长大与贯通的.空洞在弹性阶段沿加载方向缓慢长大,在塑性阶段沿垂直方向生长后形成类八面体形状.随空洞尺寸的减小,临界屈服应力逐渐增大.当半径较大时,位错对称成核、迁移,空洞沿加载方向被拉长,演化过程相似;当半径较小时,位错不对称成核,空洞沿垂直方向被拉长.空洞生长分为弹性变形、独立长大、融合贯通和平稳生长四个阶段.独立生长阶段随尺寸的减小逐渐缩短甚至消失.

关键词: 分子动力学, 位错, 空洞贯通

Abstract: Dynamics of a pair of voids located along loading direction under uniaxial tension is investigated using molecular dynamics method.Size effects in void growth and coalescence are studied.It shows that different-sized voids grow and coalesce through dislocation nucleating on void surfaces.In early elastic stage,voids grow along loading direction,then along vertical direction and finally form octahedral-like structures in plastic stage.Critical yield stress increases with decreasing of void size.If radius is large,dislocations nucleate and migrate symmetrically.Voids elongate in loading direction,and evolution process is similar.If radius is small,dislocations nucleate asymmetrically and voids elongate along vertical direction.The process of void growth may be characterized by elastic deformation,independent growth,coalescence and steady growth.Independent growth stage diminishes gradually as void size becomes smaller.

Key words: molecular dynamics, dislocation, void coalescence

中图分类号:

O313
O77+2

庞卫卫, 张广财, 许爱国, 卢果. 面心立方铜晶体中空洞生长与贯通的尺寸效应[J]. 计算物理, 2011, 28(4): 540-546.

PANG Weiwei, ZHANG Guangcai, XU Aiguo, LU Guo. Size Effect in Void Growth and Coalescence of Face-centered Cubic Copper Crystals[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2011, 28(4): 540-546.

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