γ-TiAl單晶納米桿拉伸變形的分子動力學研究.pdf

1、本文利用分子動力學(Molecular Dynamics，MD)方法對γ-TiAl單晶納米桿的力學性能與變形機理做了研究，對其在不同拉伸方向、不同橫截面積、不同溫度情形下的力學性能和變形機理做了對比。 溫度為300K，拉伸方向為[001]時，屈服應力及對應的屈服應變要大于[100]方向的結(jié)果。在[100]方向拉伸時，塑性形變機制為首先發(fā)生1/6[112](111)部分位錯形成層錯，隨后部分位錯1/6[211](111)和1/6[

2、121](111)反應形成1/2[110](111)普通位錯；而在[001]方向拉伸時，變形機制為1/6[121](111)部分位錯首先開動，然后其他3種部分位錯(1/6[112](111)，1/6[121](111)，1/6[112](111))陸續(xù)開動，四個部分位錯反應最終形成[011](111)超位錯；由于滑移系<121]{111}開動所需的能量(297mj/㎡)要高于滑移系<112]{111}開動所需的能量(197mj/㎡)，因

3、而屈服應力較大。 橫截面積變大，屈服應力也有提高，這可能是由于隨著橫截面積的增大，表面原子所占的比例減小，表面效應逐漸減弱，表面原子的活性對內(nèi)部原子的影響不如小橫截面積的試件顯著，因而位錯的開動與傳播需要提供較大的外力。不同橫截面變形機理未發(fā)現(xiàn)不同。 溫度為300K時，屈服應力和屈服應變要大于500K時的值，這是因為溫度升高后，原子的動能增加，原子從一個位置遷躍到另一個位置所需的外部能量要較低溫時小，表現(xiàn)在應力應變曲線上