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第40卷 第12期 金属学坂 Vbl．40NO．12
ACTAMETALLURGICASINICADec．2004
2004年12月1238—1242页
纳米压痕形变过程的分子动力学模拟
李启楷 张跺 褚武扬
qE京科技太学材料物理系，北京100083)
摘 要 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．当压入应力几为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．
关键词 纳米压痕，分子动力学模拟，位错发射，形变带，应力弛豫
中图法分类号TGl46．11 文献标识码A
MoLECULARDYNAMICSSIMULATIoNoFPLASTIC
DEFoRMATIoNDURING
LIQikai．zHANG砜e．CHUwuyang
ofMaterials ofScienceand 100083
Department Physics，UniversityTechnologyBeijing，Beijing
Correspondent：ZHANG
E．mail：yuezhang@pgschl．ustb．edu．cn
NationalNaturafScienceFoundation 72006and
Supportedby of
National
BasicResearchand China
andKey DevelopmentProgrammeof
(No．G199906501
received revisedform2004-04-15
Manuscript2003-12-28，in
ABSTRACTThe deformation ofNi intoAlsubstrate．
nanoindentation
plastic processduring tip
andstressrelaxationhasbeenstudied molecular sim—
includingloading，unloading byusing dynamics
ulationwithEAM showedthataconnectiveneckbetweentheindenterandthe
potential．Results
whenthe leaves
substratewillbeformed indenter and thesubstrate
approaches
firstdislocationisemitted
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