采用分子动力学模拟浇铸三层膜铜/铝/铜循环载荷下的孔洞演化

采用分子动力学模拟浇铸法制备的铜/铝/铜三层膜在循环载荷作用下的变形过程,分析孔洞的演化机理。结果表明:铝薄膜的中部和界面处靠近铝侧出现孔洞。铝薄膜中部的孔洞演化为:压杆位错被克服,出现空隙;形核处新产生的压杆位错被克服,空隙长大。数次发射位错环,空位团长大形成孔洞;孔洞形核附近退孪晶形成层错,应力释放,孔洞长大;应力集中、释放使得层错消失、出现,孔洞进一步长大;孔洞形核附近的层错发生交截,且在形核处发射位错,使得孔洞长到最大。压缩力下,孔洞被无序结构原子填充,沿应变加载方向缩小。无序结构原子填充孔洞,孔洞闭合。界面处靠近铝侧孔洞的演化为:压杆位错被克服,出现空隙。应变增加,HCP结构的原子转换为无序结构的原子,空隙沿应变加载方向长大,形成孔洞。随着加载的进行,层错出现,应力释放,孔洞随之增大。随着应变的继续增加,孔洞沿应变加载方向缩小,无序结构原子填充孔洞;周围无序结构原子转化为FCC结构原子,孔洞闭合。