纳米孪晶界对可动位错演化特性与金属Al强化机理探究

王胜; 陈晶晶; 翁盛槟

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纳米孪晶界对可动位错演化特性与金属Al强化机理探究

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位错是金属塑性变形普遍形式,对其可动位错演化特性与规律探寻并充分利用,将在金属强韧化提升中有着潜在基础前瞻性研究价值.本文基于分子动力学法对金属Al塑性变形的可动位错迁演特性展开研究,洞悉纳米压痕诱导的可动位错与孪晶界面间作用规律,揭示出金属强化微观机制,并分析单层孪晶界高度与多层孪晶界层间距对可动位错迁演、位错密度、硬度、黏着效应的影响.研究发现:高速变形下的金属非晶产生和密排六方结构的出现会协同主导Al基塑性变形,而孪晶界会阻碍可动位错滑移、诱导可动位错缠绕及交滑移产生,在金属承载提升中扮演了位错墙和诱导位错胞形成的微观作用.通过在孪晶界形成钉扎位错和限制位错迁移,在受限域形成高密度局域可动位错,显著强化了金属硬度和韧性,降低了卸载时黏附于探针表面的原子数.结果表明:Al基受载会诱导上表面局部非接触区原子失配斑出现;单层孪晶界高度离基底上表面距离减小时,位错缠绕和交滑移作用越明显,抗黏着效应也随之下降;载荷持续增加会诱驱孪晶界成为位错萌生处与发射源,并伴随塑性环的繁衍增殖.

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来源
《物理学报》 |2022年第2期|371-379|共9页
作者
王胜; 陈晶晶; 翁盛槟;
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作者单位

衢州职业技术学院机电工程学院;

衢州324000;

宁德师范学院信息与机电工程学院;

宁德352100;

衢州学院工程实训中心;

衢州324000;

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正文语种 chi
中图分类金属学与热处理;
关键词
纳米压痕; 可动位错; 分子动力学; 金属强韧化; 孪晶界; 黏着效应;

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