納米鎂單晶與多晶中孿生相關機制的分子動力學研究

《納米鎂單晶與多晶中孿生相關機制的分子動力學研究》是依託武漢理工大學，由徐爽擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：納米鎂單晶與多晶中孿生相關機制的分子動力學研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：徐爽
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

鎂及鎂合金在汽車、電子工業、航空航天等領域都有很好的套用前景，然而大部分鎂合金具有密排六方結構，相對滑移系較少，塑性變形能力差，大大限制了其加工和套用。研究發現，在密排六方結構材料中，孿晶的形核和存在對塑性變形具有重要影響。因此，研究鎂及鎂合金中與孿生行為相關的微觀機理及力學行為十分必要。本研究將運用分子動力學模擬結合理論分析的方法研究鎂單晶與多晶中孿晶的形核和演化規律、孿晶界與位錯及晶界相互作用機理等；並討論納米孿晶對單晶、多晶鎂柱塑性變形行為的影響。本研究旨在通過研究納米鎂單晶與多晶中與孿生行為相關的各種機制，為提高鎂合金的塑性和韌性探索技術新路徑，為鎂合金開發、設計以及加工工藝和技術提供有益的理論指導。

結題摘要

本項目採用分子動力學方法研究了納米尺度鎂單晶與多晶中與孿生相關的塑性變形機制及力學行為。研究成果如下：(1)研究了鎂單晶納米柱在單向載荷作用下內部塑性變形機制，重點討論了孿晶的形核條件，得出了孿晶形核及演化對樣品尺寸、形狀、缺陷結構的依賴性及溫度、載入方式對孿生行為的影響；（2）通過表面能計算及微觀結構演化過程分析研究了不同表面缺陷下單晶鎂納米柱的塑性變形微觀機理，得到了孿生與滑移競爭行為的一般規律；（3）研究了含兩種不同類型孿晶界的納米孿晶鎂柱的微觀變形機理，討論了納米孿晶界對鎂納米柱在單向拉伸、壓縮載荷作用下的力學行為及微觀變形機理的影響，研究成果表明引入一定密度的π1 型納米孿晶界可以使鎂納米柱的塑性行為得到顯著提高。（4）開展了具有不同織構的鎂多晶內部孿生相關變形行為的研究，討論了孿晶界與位錯、孿晶界與晶界之間的相互作用規律。