界面结构对Cu/Ni多层膜纳米压痕特性影响的分子动力学模拟

摘要：

金属多层膜调制周期下降到纳米级时,其力学性质会发生显著改变.Cu-Ni晶格失配度约为2.7％,可以形成共格界面和半共格界面,实验中实现沿[111]方向生长的调制周期为几纳米且具有异孪晶界面结构的Cu/Ni多层膜,其力学性质发生显著改变.本文采用分子动力学方法对共格界面、共格孪晶界面、半共格界面、半共格孪晶界面等四种不同界面结构的Cu/Ni多层膜进行纳米压痕模拟,研究压痕过程中不同界面结构类型的形变演化规律以及位错与界面的相互作用,获取Cu/Ni多层膜不同界面结构对其力学性能的影响特征.计算结果表明,不同界面结构的样品在不同压痕深度时表现出的强化或软化作用机理不同,软化机制主要是由于形成了平行于界面的分位错以及孪晶界面的迁移,强化机制主要是由于界面对位错的限定作用以及失配位错网状结构与孪晶界面迁移时所形成的弓形位错之间的相互作用.

关键词：Cu/Ni多层膜、界面结构、纳米压痕、分子动力学

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资助基金：重庆市杰出青年基金cstc2014jcyjjq40004;国家自然科学基金11802047;重庆市重点基金cstc2015jcyjBX0135;重庆市教委科学技术研究项目KJ1600446资助的课题

在线出版日期：2018-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：15-26