单晶硅裂纹尖端的位错发射行为

利用透射电镜原位观察了单晶硅压痕裂纹尖端位错及位错偶沿滑移面的发射行为,考察了滑移面取向,外荷对发射位错及塑性区的影响,结果表明：在I型载荷作用下,滑移面与裂纹面夹角要影响从裂纹尖端发射的位错数量及塑性区,发射出的位错可沿最大切应力方向改变运动方向或交换滑移面运动,实验观察的位错宽度平均值为22．0nm,与Peierls位移框架模型计算的23．6nm相近。     

阳极溶解促进位错发射和运动的TEM原位观察

用自制的恒位移加载台在ＴＥＭ中原位观察了３１０不锈钢在水中阳极溶解前后加载裂尖前方位错形貌的变化．在排除室温蠕变影响后发现，阳极溶解能明显促进位错发射、增殖和运动．３１０不锈钢薄膜试样在室温水中能产生应力腐蚀．     

纯Ni中氢致开裂的透射电镜原位观察

纯Ni在透射电镜（TEM）中原位拉伸时,裂纹尖端首先发射大量位错,平衡时形成无位错区,微裂纹在裂纹顶端连续形核或在无位错区中不连续形核,并且形核后将钝化成孔洞或缺口。利用特殊的恒位移加载台,可在TEM中原位研究充氢前后恒位移试样裂尖位错组态的变化。结果表明,氢能促进位错的发射、增殖和运动。和未充氢纯Ni相比,充氢试样在更低的外应力下位错就会发射和运动,当氢促进的位错发射和运动到临界条件时就会使氢致裂纹形核、扩展,导致低应力脆断。     

吸附促进位错发射、运动以及裂纹扩展的分子动力学模拟

根据反演法获得的对势和EAM多体势计算了纯Al位错发射的临界应力强度因子KIe以及Griffith裂纹解理扩展的临界应力强度因子KIG.结果表明,用对势算出的值和断裂力学计算结果更相近,因此,用对势来研究吸附的影响是可行的,分子动力学模拟表明,Ga吸附在裂纹表面将使KIG=0.42MPa.√m降至KIG^*=0.32MPa.√m,这表明吸附使表面能γ降至γ^*(=0.58γ）.Ga吸附使KIe=0.31MPa.√m降至KIe^*=0.24MPa√m;Ga吸附使位错运动的临界分切应力从Tc=2.05MPa降至Tc^*=1.82MPa.这就表明,Ga吸附后能降低Al的表面能,从而促进位错发射和运动。     

重轧钢中氢促进位错发射,运动以及氢致裂纹形核

用自制的恒位移试样在ＴＥＭ中原位研究了充氢前后位错组态的变化以及氢致微裂纹形核和位错运动及无位错区（ＤＦＺ）的关系。结果表明,氢能促进位错发射、增殖和运动。当氢促进的痊错发射和运动达到临界条件时,氢致裂纹就在ＤＦＺ中或原缺口顶端形核。这个过程和空气中原位拉伸相类似,但氢的存在使得在较低的外应力下氢致裂纹就能形核。     

重轨钢中氢促进位错发射、运动以及氢致裂纹形核

用自制的恒位移试样在TEM中原位研究了充氢前后位错组态的变化以及氢致微裂纹形核和位错运动及无位错区（DFZ）的关系．结果表明,氢能促进位错发射、增殖和运动．当氢促进的位错发射和运动达到临界条件时,氢致裂纹就在DFZ中或原缺口顶端形核．这个过程和空气中原位拉伸相类似,但氢的存在使得在较低的外应力下氢致裂纹就能形核．     

纳米压痕形变过程的分子动力学模拟

根据EAM多体势,利用分子动力学方法模拟了Ni压头压入Al基体的纳米压痕全过程．包括压头接近和离开基体时的原子组态;压入和上升时的载荷一位移曲线以及位错的发射和形变带的产生和变化;同时模拟了纳米尺度的应力弛豫行为．结果表明,当压头尚未接触基体时就能吸引基体原子,通过缩颈而互相连接．当压入应力Ts为1．9MPa时,基体Al开始发射位错;当分切应力Td=6．4MPa时,出现形变带．压头上升过程出现反向的拉应力,使基体反向屈服,在卸载过程中基体残留位错的组态不断改变．当压头上升离开基体后能拉着基体通过缩颈而相连,当压头和基体分离后仍粘有基体原子．在纳米尺度也存在应力弛豫现象,其原因是热激活引起的位错发射和运动．     

位错和位错偶沿单─滑移系从裂纹尖端的发射

采用计算机模拟了位错和位错偶沿单一滑移系从裂纹尖端的发射,考察了滑移面取向、外加载荷、晶格摩擦力以及位错发射的临界应力强度因子对所发射的位错数量、塑性区与无位错区大小以及裂关残余应力强度因子的影响研究表明,位错从裂纹尖端发射的临界应力强度因子对无位错区的存在和其大小起决定作用,而外加载荷与晶格摩擦力主要影响位错发射的数量以及塑性区大小．在Ｉ型载荷作用下,滑移面与裂纹面的夹角越大,从裂尖发射出的位错数量越多,位错对裂纹的屏蔽效应也越大当裂纹发射位错后的残余应力强度因子仍然较大时,位错偶就有可能在裂纹尖端附近产生井沿着几个滑移面发射,但发射出的位错偶对裂纹没有明显的屏蔽作用在滑移面不垂直于裂纹面时,发射出的位错或位错偶关于裂纹面呈不对称分布     

铝单晶中位错交割过程的分子动力学模拟

利用EAM势对含160万个原子的Al单晶中位错的交割过程进行了分子动力学模拟。结果表明，当处在不同滑移面上的两个位错相交后，有可能产生1／3空位或1／3间隙原子，它们是晶体中的最小点缺陷，可作为相交位错的节点而单独存在，也可由1／3空位列或1／3间隙原子构成扩展割阶，不同类型的位错相交后，在运动位错的后面可留下一列空位或一列间隙原子，但也可能不留下点缺陷。     

马氏体在位错偶上形核长大的分子动力学模拟研究

应用分子动力学方法和ＮｉＡｌ合金的嵌入原子势,模拟研究了位错偶上马氏体形核长大的过程和微观机理。计算结果表明,马氏体形核的位置与位错应力场的分布有关 。     

分子动力学模拟研究单个刃型位错对NiAl马氏体相变的影响

利用嵌入原子类型的势函数，通过分子动力学模拟方法研究了单个刃型位错对ＮｉＡｌ热诱发和应力诱发马氏体相变的影响，不受外力时，单个刃型位错的应变区不能诱发马氏体变核；位错在马氏体的长大过程中被继承，并可在相变的驱动下逐渐运动，拉应力作用下，３Ｒ结构的应力诱发马氏体首先在位错芯附近形核，长大过程中先形成蝶状马氏体，随后位氏多余半原子面的中部了发生了马氏体形核，刃型位错降低了应力诱发马氏体形核的激活能，并     

MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF THE INTERACTION BETWEEN 30o PARTIAL DISLOCATION AND MONOVACANCY IN Si

利用基于Stillinger--Weber(SW)势函数的分子动力学方法分析了Si中30^o部分位错和单空位(V₁)的相互作用. 不同温度、剪应力作用下的计算结果表明, 在
温度恒定条件下, 剪应力较小时, V₁对位错有钉扎作用; 当施加的剪应力达到临界剪应力时, 位错脱离V₁的钉扎继续运动, 并且将V₁遗留在晶体中; 随温度的
升高, 临界剪应力近似线性下降. 通过不含V₁和含有V₁的模型中位错芯位置的对比后发现, V₁对滑过它的30^o部分位错有明显的加速作用.     

纳米Ni薄膜在摩擦过程中塑性行为的分子动力学模拟

用分子动力学模拟研究了金刚石压头在Ni晶体薄膜上的摩擦过程和薄膜塑性变形行为的纳观机制.结果表明:在摩擦过程中,穿晶层错和棱形位错环是纳米薄膜结构传递塑性变形的两种载体,纳米薄膜晶界捕获位错阻滞了塑性变形向薄膜晶界下方材料中传播.摩擦过程中易在较薄的薄膜表面和薄膜晶界之间产生穿晶层错,穿晶层错的产生增加了薄膜蓄积塑性变形的能力,从而抑制材料表面摩擦力在黏滑过程中的振荡幅度;在比较厚的薄膜中不易生成穿晶层错,在摩擦过程中位错环依次向体材料发射,并与晶界反应,湮灭于晶界,黏滑动摩擦响应与单晶相似.由于不同厚度薄膜塑性变形产生的位错结构不同,使得在摩擦过程中亚表面微结构的演化亦不同.     

NiAl热诱发马氏体相变的分子动力学模拟

运用ＮｉＡｌ合金的镶嵌原子势，进行了Ｂ２结构ＮｉＡｌ中热诱发马氏体相变的分子动力学模拟，从而研究马氏体形核和长大的微观机理．首先进行了０Ｋ等体积条件下ＮｉＡｌ的相稳定性分析，发现０Ｋ时点阵参数ｃ与ａ之比约为１．３１的ｂｃｔ结构是稳定结构，Ｂ２结构只是一种亚稳结构．在热诱发马氏体相变的模拟过程中，由于ＮｉＡｌ中Ｎｉ原子和Ａｌ原子的振动性质存在着差异，造成了马氏体的不均匀形核．对另两种不同初始构型的系统进行的模拟进一步证实了不均匀形核的存在，并通过计算Ｂ２结构ＮｉＡｌ中Ｎｉ原子和Ａｌ原子的热运动均方位移解释了其原因．模拟中，Ｂ２结构奥氏体经热诱发马氏体相变转变为ｆｃｔＬ１_０结构的马氏体．马氏体在长大过程中内部形成了若干转变孪晶．