考虑晶界效应的纳米压痕多尺度模拟  

MULTI-SCALE SIMULATION OF THE NANO-INDENTATION UNDER THE INFLUENCE OF THE GRAIN BOUNDARY

作　　者：王华滔[1] 倪玉山[1] 黎军顽[1] 张文[1] 

机构地区：[1]复旦大学力学与工程科学系,上海200433

出　　处：《机械强度》2010年第3期423-427,共5页Journal of Mechanical Strength

基　　金：国家自然科学基金资助项目(10576010)~~

摘　　要：采用准连续介质多尺度方法,模拟铜薄膜的纳米压痕变形过程,为了研究晶界在纳米压痕中的效应,分别计算单层和双层薄膜两种情况,得到载荷—位移响应曲线。加载过程中,对薄膜内部变形比较剧烈的部分画出原子图,从微观角度分析产生剧烈变形的原因,对比两种情况下微观机理的不同。结果表明,在单层薄膜的压痕中,位错在压头左右两边的正下方-45°A处分别成核,随着加载的进行,在薄膜内部-130°A处第二次成核;在双层薄膜压痕中,位错同样在-45°A处成核,随着加载的进行向下移动,终止在晶界处,没有出现第二次成核;对比两种情况发现,晶界对薄膜的硬度影响不是很大,而对薄膜的应变能变化影响显著。The nano-indentation process of Cu films under the influence of the grain boundary is studied and the load-displacement responses of the single-layer and dual-layers films are presented using the quasi-continuum method.The local atoms sharply deformed are plotted to analyze the deformation mechanisms on the atomic scale.For the single-layer film,the dislocation nucleates at the location of-45 A.beneath both right and left side of the indenter,and then the second dislocation nucleates in the location of-130 ...

关 键 词：纳米压痕 准连续介质方法 晶界 位错成核 

分 类 号：TB381[一般工业技术—材料科学与工程]