钨对称倾斜晶界的分子动力学计算模拟

摘要：

本文通过分析对称倾斜晶界的结构特点,建立了一套基于倒易空间阵点的对称倾斜晶界构建方法,并通过基于嵌入原子势分子动力学模拟研究了体心立方钨不同旋转轴和倾斜角的对称倾斜晶界结构、界面能和分离功.结果表明:在倾斜角或其对应的余角较小的情况下(<20°),随着倾斜角的增大,晶界能增加,说明小角度晶界具有较低的晶界能;而倾斜角较大时,晶界能出现了局域极小值,对应着特殊的大角度对称倾斜晶界,通过界面原子结构确定了其重位点阵参数;不同旋转轴下的对称倾斜晶界的晶界能都不相同,如以[110]和[111]为旋转轴时,体心立方 Σ3(112)孪晶界具有最低的晶界能.分离功的结果表明,以[100]为旋转轴的特殊大角度对称倾斜晶界易于断裂,而以[110]和[111]旋转轴的孪晶界 Σ3(112)及偏离其一定角度的大角度晶界具有高的分离功,在钨及钨合金的界面结合和断裂强度上起主要作用.

关键词：分子动力学模拟;对称倾斜晶界;钨;晶界能;表面能;分离功

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分类号：TG146.1(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51931012,51801236

在线出版日期：2021-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1757-1766