金属异质界面位错结构原子级解析和塑性调控机理

张瑞丰

北京航空航天大学

摘要

金属基纳米复合材料由于存在各种类型的异质共格、半共格或非共格界面而表现出优异的力学性能。研究表明界面结构和纳米尺寸效应是决定该类材料力学性能的关键因素。为了从原子尺度深入解析界面错配位错结构和纳米尺寸导致的强韧化效应，我们应用界面位错理论和原子级模拟技术，揭示了不同界面结构对界面位错形核和界面滑移的支配作用以及在冲击载荷作用下纳米多层膜材料表现出的塑性的尺寸效应。研究发现，原子级平界面虽然具有较低的界面能和界面剪切滑移阻力，但是具有很好的界面位错形核阻力和冲击塑性阻力；与之相反，粗糙界面易于发生界面位错分解，因而表现出较低位错形核和冲击塑性阻力。基于此发现，我们提出通过原子级台阶有效调控界面位错形核和界面滑移阻力的有效方案。另外，在冲击载荷条件下，纳米多层膜材料表现出具有明显差异性的塑性行为。该差异性可以归结于界面结构依从和尺寸效应。

 DOI: 10.12110/firstfmge.20171121.322