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分子动力学模拟以量化刚性和不可穿透的沉淀物与 Cu 中的边缘位错的相互作用
Computational Materials Science ( IF 3.1 ) Pub Date : 2022-04-23 , DOI: 10.1016/j.commatsci.2022.111450
K. Tsugawa 1 , S. Hayakawa 2 , Y. Iwase 3 , T. Okita 1 , K. Suzuki 1 , M. Itakura 4 , M. Aichi 3
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更新日期:2022-04-25
Computational Materials Science ( IF 3.1 ) Pub Date : 2022-04-23 , DOI: 10.1016/j.commatsci.2022.111450
K. Tsugawa 1 , S. Hayakawa 2 , Y. Iwase 3 , T. Okita 1 , K. Suzuki 1 , M. Itakura 4 , M. Aichi 3
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迄今为止,沉淀强化已被用于改善金属材料的性能。由于析出物和位错之间的相互作用是造成这种现象的微观机制,因此分子动力学 (MD) 模拟是量化这种现象的有力工具。在这项研究中,我们介绍了一种方法来模拟刚性且不可穿透的沉淀物,该沉淀物使用代表块状材料的单个原子间势与位错直接接触。施加在沉淀区域中所有原子上的总力除以该区域中的原子数。然后将该平均力施加到该区域中的每个原子以模拟一个超级粒子,该超级粒子根据基质原子施加在沉淀原子上的总力而移动。我们使用 MD 模拟来量化沉淀物与边缘位错的相互作用。在位错克服沉淀物后,沿沉淀物的外圆周形成了一个Orowan环。回路能量为 2.1 ± 0.1 eV/b,高于使用弹性获得的值。析出物引起的硬化大于相同尺寸的空隙引起的硬化。所提出的方法可用于模拟任何类型金属材料中析出物与位错的相互作用,特别是当位错绕过析出物而不改变其结构时,除非它们之间存在强排斥力。

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