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金属学报  2008, Vol. 44 Issue (12): 1455-1460    
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纳米压痕实验中单晶Cu初始塑性变形的准连续介质模拟
赵星 1;李久会2;王绍青3;张彩碚1
1.东北大学理学院
2.辽宁工学院 数理科学系
3.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室
QUASICONTINUUM METHOD SIMULATION OF THE INITIAL PLASTIC DEFORMATION OF SINGLE CRYSTAL Cu IN NANOINDENTATION
ZHAO Xing1;LI Jiuhui2;WANG Shaoqing3; ZHANG Caibei1
1.College of Science; Northeastern University
2.Department of Mathematics and Physics; Liaoning University of Technology
3.Shenyang National Laboratory for Materials Science; Institute of Metal Research; Chinese Academy of Sciences
引用本文:

赵星 李久会 王绍青 张彩碚. 纳米压痕实验中单晶Cu初始塑性变形的准连续介质模拟[J]. 金属学报, 2008, 44(12): 1455-1460.
, , , , . QUASICONTINUUM METHOD SIMULATION OF THE INITIAL PLASTIC DEFORMATION OF SINGLE CRYSTAL Cu IN NANOINDENTATION[J]. Acta Metall Sin, 2008, 44(12): 1455-1460.

全文: PDF(2659 KB)  
摘要: 

采用准连续介质方法模拟了纳米压痕实验中单晶Cu初始塑性变形过程. 采用3种不同宽度的纳米尺度压头, 得到了载荷-压痕位移关系曲线, 确定了 3种不同宽度压痕下位错发射的临界载荷. 临界载荷的大小与能量理论的预测结果基本一致. 通过对压头下方位移场的分析, 揭示了加载过程中位错形核的力学特征和微观结构特征; 得到了压头下方几何必需位错密度增加的一般规律. 定性地分析了卸载过程中位错的运动与湮灭.

关键词 单晶Cu纳米压痕位错准连续介质方法    
Abstract

The processes of initial plastic deformation of single crystal Cu in nanoindentation are simulated by using quasicontinuum method. The indenters with three different widths are used and the corresponding curves of load-displacement are analyzed to determine the critical loads of dislocation emission, which are basically in agreement with the loads predicted from energy point of view. The mechanical and microstructural characteristics of dislocation nucleation are revealed by analyzing the displacement field beneath the indenters. The general regularity of the increase of geometrically necessary dislocations beneath the indenter is presented. The motions and annihilations of dislocations in the unloading are discussed qualitatively.

Key wordssingle crystal Cu    nanoindentation    dislocation    quasicontinuum method
收稿日期: 2008-02-01     
ZTFLH: 

TG146.1

 
基金资助:

国家重点基础研究发展规划项目G2006CB605103

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