当前位置:科学网首页 > 基金首页 > 晶界迁移中原子的协同运动与纳米效应

国家自然科学基金项目查询

晶界迁移中原子的协同运动与纳米效应

批准号10262002 学科分类损伤与断裂力学 ( A020302 )
项目负责人周浪 负责人职称教授 依托单位南昌大学
资助金额22.00
万元
项目类别地区科学基金项目 研究期限2003 年 01 月 01 日 至
2005 年 12 月 31 日
中文主题词晶界迁移. 纳米效应. 分子动力学
英文主题词grain boundary migration . nano-effect . molecular dynamics

摘要

中文摘要 用分子动力学方法模拟晶界迁移过程,包括正常晶界迁移和一定纳米尺度下的异常行为;分析确认各种晶界迁移中原子的集体协同运动机理及其与纳米效应的关联。在此基础上建立一般晶界迁移动力学模型,并就所预测的晶界迁移行为与文献报道的实验数据进行对照验证。该研究将推进对晶界迁移机理和规律的认识,为材料显微组织控制提供指导。
英文摘要
结题摘要 采用分子动力学模拟方法和原子镶嵌法(EAM)相互作用势模型,模拟了金属中倾侧晶界在高温下的迁移过程。发现:1)晶界上原子在晶界迁移中直接由一个晶粒切换到另一个晶粒,并非经过热扩散;2)在每个与倾侧轴垂直的原子面上,一般由三个相邻原子相互配合同时完成这种切换;在与倾侧轴平行的方向上,各原子层上原子大体上保持晶粒归属切换的同步,在其中一些由相邻3~5层原子组成的串内则完全同步;3)晶界迁移激活能仅为单个原子迁移能垒的几分之一。前二者是晶界迁移中原子集体运动的直接证据,后者则是其中原子相互协同运动的有力证据 - - 多个原子集体运动的能垒反而低于单个原子,必定是因其相互之间有协同作用。我们提出:倾侧晶界可看作由平行于倾侧轴的界面失配位错列构成,晶界迁移由这些位错的运动实现,而它们的运动则通过扭折机制进行;扭折长度为3~5个原子层距,每层内原子由前述三原子协同方式切换晶粒归属,亦即每次扭折形成对应各层共9~15个原子的一次集体协同切换运动。模拟还揭示了三种晶界迁移动力学上的纳米效应。本研究对晶界迁移机理这一材料科学基本问题的探讨作出了一定贡献,对控制掌握纳米多晶材料的热稳定性有普遍参考价值。

成果

序号 标题 类型 作者
1 Nanosize effect in grain boundary migration of copper 期刊 周浪|魏秀琴|周耐根|李殿国|
2 Lattice distortion and thermal stability of nanocrystalline copper 期刊 周浪|魏秀琴|周耐根|
3 等轴应变作用下铜、铝薄膜的取向择优生长 期刊 周耐根|周浪|宋固全|宋照东|
4 A Size Effect in Grain Boundary Migration: A Molecular Dynamics Study of Bicrystal Thin Films 期刊 周浪|张豪|D. Srolovitz|
5 Collective motion of atoms in grain boundary migration of a BCC metal 期刊 周浪|周耐根|宋固全|

关于我们| 网站声明| 服务条款| 联系方式| RSS| 中国科学报社 京ICP备14006957 京公网安备110402500057号
Copyright @ 2007- 中国科学报社 All Rights Reserved
地址:北京市海淀区中关村南一条乙三号   电话:010-62580783