剪切应力作用下位错运动的晶体相场模拟

【目的】研究剪切应变作用下晶体的位错攀滑移运动特征,揭示原子晶格势垒、剪切应变对位错运动特征的作用机理。【方法】根据位错滑移运动,构建包含外力场与晶格原子密度耦合作用项的体系自由能密度函数,建立剪切应变作用体系的晶体相场模型,模拟位错攀移和滑移运动,计算临界应变。【结果】位错攀移克服的势垒大于滑移的阻力势垒;位错启动运动,存在临界的势垒;施加较大的剪切应变率作用,体系能量变化为单调光滑曲线,位错以恒定速度作连续运动,具有刚性运动特征;剪切应变率较小时,体系能量变化出现周期波动特征,位错运动是处于低速不连续运动状态。【结论】位错攀移和滑移运动特征与实验结果相符合。

剪切应变下刃型位错的滑移机理的晶体相场模拟

针对刃型位错的滑移运动,构建包含外力场与晶格原子密度耦合作用的体系自由能密度函数,建立剪切应变作用体系的晶体相场模型.模拟了双相双晶体系的位错攀移和滑移运动,计算了位错滑移的Peierls势垒和滑移速度.结果表明:施加较大的剪切应变率作用,体系能量变化为单调光滑曲线,位错以恒定速度做连续运动,具有刚性运动特征;剪切应变率较小时,体系能量变化出现周期波动特征,位错运动是处于低速不连续运动状态,运动出现周期"颠簸"式滑移运动,具有黏滞运动特征;位错启动运动,存在临界的势垒.位错启动攀移运动的Peierls势垒要比启动滑移Peierls势垒大几倍.位错攀移和滑移运动特征与实验结果相符合.