碳化硅纳米线拉伸断裂及断裂表面接触的分子动力学模拟

一维纳米材料的自愈合对于工业应用有着重要的意义,而晶体SiC纳米线则是一种拥有优异性能一维纳米材料.基于分子动力学方法,采用Tersoff势函数,对半径25(A),长150(A)的晶体SiC纳米线进行拉伸模拟,提取单个Si原子的位置和势能变化,发现原子断键后会形成悬键,并观察到了重新键合的现象;之后使纳米线完成了断裂表面的接触,发现了C-Si和Si-Si原子对间重新键合的现象,得到了自愈合后的纳米线.通过对单原子的势能变化进行分析,发现重新键合后的原子势能会降低,而系统为了达到稳定状态,会将悬键的势能驱动到最低,重新键合则是达到该状态的最有效路径,SiC纳米线也因此完成了自愈合.

镍基合金表面五重孪晶形成的分子动力学模拟

五重孪晶结构能够改善合金的表面性能,而关于合金五重孪晶化表面的研究较少报道。基于分子动力学模拟和纳米压痕方法,采用嵌入原子势函数(EAM)和等温等压系综(NPT),使用半径为14 nm的圆柱压头以40 m/s的压痕速度沿着[112]晶向对单晶镍基合金持续压痕,采用共领域分析法对合金在应力诱导作用下的变形行为进行了分析。结果表明,非共格孪晶界形成于四个不同{111}滑移面交叉中心附近。交叉中心处白色高能原子发射不全位错,堆垛层错产生。随着不全位错持续发射,孪晶得以形核、生长,孪晶界相继形成,最终五重孪晶形成于合金表面。合金表面中五重孪晶的形成并非源于晶界连续不断发射不全位错,而是与压痕过程中合金表面能量增加以及非共格孪晶界息息相关。