高压物理学报

沿〈111〉晶向冲击加载下铜中纳米孔洞增长的塑性机制研究

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邓小良 ¹^,² , 祝文军 ¹^,³ , 贺红亮 ¹ , 伍登学 ² , 经福谦 ¹^,³

高压物理学报 | 2007,21(1): 59-65

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高压物理学报 | 2007 , 21 (1) : 59 -65

沿〈111〉晶向冲击加载下铜中纳米孔洞增长的塑性机制研究

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邓小良¹^,², 祝文军¹^,³, 贺红亮¹, 伍登学², 经福谦¹^,³

作者信息

^1.中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室，四川绵阳　621900

^2.四川大学物理科学与技术学院，四川成都　610064

^3.四川师范大学高压物理研究中心，四川成都　610068

通讯作者:

祝文军（1968—），男，博士，副研究员，主要从事材料动态响应数值模拟研究. E-mail：wjzhu@263.net

作者简介:

邓小良（1978—），男，硕士研究生，主要从事材料动态响应数值模拟研究. E-mail：xiaoliangdeng@163.com

Plasticity Mechanism Associated with Nano-Void Growth under Impact Loading along 〈111〉 Direction in Copper

Xiao-Liang DENG¹^,², Wen-Jun ZHU¹^,³, Hong-Liang HE¹, Deng-Xue WU², Fu-Qian JING¹^,³

Affiliations

^1.Laboratory for Shock Wave and Detonation Physics Research, Institute of Fluid Physics, CAEP, Mianyang 621900, China

^2.Department of Physics, Sichuan University, Chengdu 610064, China

^3.Research Center of High Pressure Physics, Sichuan Normal University, Chengdu 610068, China

出版时间: 2007-03-05

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摘要

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用分子动力学方法计算模拟了沿〈111〉晶向冲击加载过程中，单晶铜中纳米孔洞（直径约1.3 nm）的演化及其周围区域发生塑性变形的过程。模拟结果表明，在沿〈111〉晶向冲击加载后，在面心立方（fcc）结构中的4族{111}晶面中有3族发生了滑移。伴随孔洞的增长，在所激活的3族{111}晶面上，观察到位错在孔洞表面附近区域成核，然后向外滑移，其中在剪切应力最大的〈112〉方向上，其位错速度超过横波声速，其它〈112〉方向的位错速度低于横波声速。模拟得到的位错阻尼系数范围与实验值基本符合。由于孔洞周围产生的滑移在空间比较对称，孔洞增长形貌接近球形。在恒定的冲击强度下，孔洞半径增长速率近似保持恒定，其速率随着冲击强度的增加而增大。

关键词

位错 / 断裂 / 分子动力学 / 纳米孔洞

Abstract

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Evolution of Nano-void (diameter d≈1.3 nm) in single crystal copper and associated plasticity deformation around the nano-void under impact loading are investigated by means of molecular dynamics (MD) simulation. The results of simulation reveal that in the tensile process there are three of all four {111} family planes to be activated to glide, dislocations are nucleated in the region near the void surface and then move outside on three {111} family planes as the void grows. The velocity of dislocation along 〈112〉 directions with the maximum resolve shear stress can exceed transverse sound velocity. The calculated dislocation damping constant is appropriately consistent with the experiment results. Due to the approximately symmetrical plastic deformation around the void, the shape of the void during growth process is almost spherical. The growth rate of the void radius is observed to be constant under constant shock strength, and the amplitude increases as well as the shock strength increases.

Key words

dislocation / fracture / molecular dynamics / nano-void

引用本文

邓小良, 祝文军, 贺红亮, 伍登学, 经福谦. 沿〈111〉晶向冲击加载下铜中纳米孔洞增长的塑性机制研究. 高压物理学报, 2007 , 21 (1) : 59 -65 .

Xiao-Liang DENG, Wen-Jun ZHU, Hong-Liang HE, Deng-Xue WU, Fu-Qian JING. Plasticity Mechanism Associated with Nano-Void Growth under Impact Loading along 〈111〉 Direction in Copper[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2007 , 21 (1) : 59 -65 .

基金

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国家自然科学基金NSAF联合基金重点项目(10476027)
中国工程物理研究院科学技术基金(20050105)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

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2007年第21卷第1期

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接收时间：2005-11-15
首发时间：2026-11-01
出版时间：2007-03-05

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出版历史

收稿日期：2005-11-15
修回日期：2006-02-26

基金

国家自然科学基金NSAF联合基金重点项目(10476027)

中国工程物理研究院科学技术基金(20050105)

作者信息

^1.中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室，四川绵阳　621900

^2.四川大学物理科学与技术学院，四川成都　610064

^3.四川师范大学高压物理研究中心，四川成都　610068

通讯作者:

祝文军（1968—），男，博士，副研究员，主要从事材料动态响应数值模拟研究. E-mail：wjzhu@263.net

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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