接口微结构对分层Cu/Ta微结构的动态故障行为的影响

科学领域:

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背景情况:

• 具有不可混合接口的结构金属材料提供可调节的微结构,以提高机械性能.
• 面中心立方体 (FCC) 和体中心立方体 (BCC) 阶段可塑性对于耐损坏应用至关重要,需要高强度和热稳定性.
• 了解动态故障机制对于设计在极端条件下工作的材料至关重要.

研究的目的:

• 描述各种接口微结构中的可塑性贡献者.
• 为了研究FCC/BCC层层微结构中的损伤演变行为.
• 阐明预变形和接口能量对动态故障的影响.

主要方法:

• 利用分子动力学 (MD) 模拟来分析六个模型的铜/ (Cu/Ta) 接口系统.
• 检查了既有创建和预变形的接口微结构,具有不同的定向关系.
• 在不同的负载条件下 (垂直和平行于接口) 研究了塑性贡献和空隙核化/演变.

主要成果:

• 预先存在的不合适位移和负载方向显著影响滑动系统的激活.
• 观察到动态强度和接口能量之间的相关性:低能耗接口的强度更高,高能耗接口的强度更低.
• 预变形改变动力强度,并修改强度和接口能量之间的关系.

结论:

• 接口结构,包括位移和方向,极大地影响塑性变形和故障机制.
• 接口能量是确定动力强度的关键因素,但其相关性可以通过预变形来调节.
• 这项研究为设计先进的金属材料提供了基本的见解,为苛刻的应用提供了量身定制的机械反应.