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异常一维金属纳米结构弹性及塑性的分子动力学模似表征
本文综述了一维金属纳米材料的现状和发展历史。一维金属纳米材料的力学性质可以通过引入内部微结构或减去内部部分材料形成纳米管得到调整,因此,本文选取了具有代表性的两种特殊结构的一维金属纳米材料——具有表面凹槽的五次孪晶银纳米线和金纳米管,研究金属纳米线内部结构对其力学性能的影响。
文中采用分子动力学方法模拟了上述两种特殊结构纳米线的单轴压缩、拉伸和纳米压痕变形行为,发现金属纳米线的力学行为极大地受到其内部微结构的影响,从原子结构层面表征了纳米线的变形机制。本文详细的阐述了分子动力学数值模拟方法,包括其基本原理、原子势函数、运动方程求解算法、周期性边界条件、温度压强控制方法等。
着重讨论了分子动力学方法实际应用中的一些关键技术,如可视化技术、初始条件、维里应力计算方法等。文中模拟了具有表面凹槽的五次孪晶银纳米线的单轴拉伸、压缩和纳米压痕力学行为,讨论了纳米线内外部缺陷,包括孪晶界、表面晶面形状和表面凹槽对其力学行为的影响,发现具有不同微结构的银纳米线具有不同的屈服机制。
五次孪晶和表面凹槽在拉伸变形中总体上增强了银纳米线的强度,而在低温压缩 ...
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