基于分子动力学模拟的单晶硅冲击压缩相变研究

摘要：

晶体硅具有复杂的相变机制,在相图研究中受到广泛关注,其在动载荷下的变形机制是当前研究热点.为揭示晶体硅在强动加载下的变形和相变行为特征,基于分子动力学方法,采用平板冲击加载方式,模拟研究了单晶硅在初始环境温度为300 K时分别沿[001]、[110]和[111]晶向的不同强度下的冲击压缩行为,冲击粒子速度为0.3～3.2 km/s.研究发现,随着冲击粒子速度的增加,单晶硅剪切应力在逐渐增加后由于结构相变发生急剧下降,相变阈值和相变机制均呈现各向异性.其中,沿[001]晶向冲击压缩下观察到多种固-固相变以及固-液相变,并观察到与最新文献的实验高度一致的固-液共存现象.研究结果可为动加载下晶体硅的相变研究提供纳米尺度的结果支撑.

关键词：单晶硅;冲击压缩;高压相变;各向异性

所属期刊栏目：42

分类号：O347.3;O521.23(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-03-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：28-38