纯铜[01■]倾侧型非共格Σ_3晶界结构稳定性分子动力学模拟研究

作     者：董垒 王卫国 Dong Lei;Wang-Wei-Guo

作者机构：山东理工大学机械工程学院淄博255049 福建工程学院材料科学与工程学院福州350108 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2013年第62卷第15期

页      面：298-307页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51171095 51271058)资助的课题~~ 

主　　题：纯铜 非共格Σ3晶界 分子动力学模拟 

摘      要：有研究表明,非共格Σ3晶界的行为在中低层错能面心立方金属晶界特征分布演化中发挥着重要作用.为了掌握不同界面匹配的非共格Σ3晶界的特性,本文利用分子动力学(MD)模拟方法首先研究了纯铜的[01■]倾侧型非共格Σ3晶界在700—1100K温度范围内和常压下的结构稳定性.MD模拟采用原子间相互作用长程经验多体势,步长为5×1015s.模拟结果表明:所研究的五个非共格Σ3晶界,其结构稳定性存在很大差异,其一般规律是,与(111)/(■11)共格孪晶界之间的夹角(Φ角)越小,晶界匹配值越大,则非共格Σ3晶界越稳定;反之亦然.Φ角最小的(255)/(■11)非共格Σ3晶界较稳定,在退火过程中几乎不发生变化.随着Φ角的增大,非共格Σ3晶界不再稳定,这类晶界会通过Miller指数较高一侧晶体每三层原子面合并为一层原子面(或Miller指数较低一侧晶体每一层原子面分解为三层原子面)的机理转变为亚稳的台阶状晶界,台阶面部分地处于精确的能量极低的{111}/{111}共格孪晶界上;当提高温度退火时,这种台阶状晶界最终会全部转变成稳定平直的{111}/{111}共格孪晶界.