弓晓晓，周承恩，赵东海，甘荣飞

单晶A l在剪切变形时微观变形机制的分子动力学模拟

弓晓晓，周承恩，赵东海，甘荣飞

（内蒙古工业大学理学院，内蒙古呼和浩特 010051）

运用分子动力学模拟方法，研究A l在剪切变形下的微观变形机制，模拟初期铝变形主要以层错为主，孪晶数量较少。模拟进行到一定程度，由于晶体内部分切应力达到孪晶形核所需分切应力，孪晶开始大量出现，且以单层孪晶为主，多重孪晶为辅共同作用。并且出现近几年实验观察到的新缺陷结构五重孪晶，得出单晶Al在剪切变形下也会实现五重孪晶形核，生长。随剪切应变的进一步加大，形成的五重孪晶在晶体内部持续存在一段时间，但不会一直保留，先是转化为四重孪晶，并最终消亡。在模拟剪切一个完整周期后，材料内部出现取向异性的新晶粒，在此条件下实现晶粒细化。

固体力学；材料微观变形机制；分子动力学模拟方法；层错；孪晶；四重孪晶；五重孪晶

0　引言

关于金属材料的大塑性微观变形机制的研究历来是热点，尤海峰[1]研究过大塑性变形致金属铜纳米化机理的分子动力学模拟，得出样品在大塑性变形下，微结构发生明显的变化，其中FCC原子所占比例下降，HCP原子和其它原子所占比例升高，最后趋于稳定状态。文玉华[2]等研究过纳米晶铜单向拉伸时的分子动力学模拟，得出纳米晶铜的强度随着晶粒尺寸的减小而减小，显示出了反常的Hall—Petch关系，纳米晶体的塑性变形主要是通过晶界与滑移运动，以及晶粒的转动来实现，位错运动是次要的，有限的。……