Al薄膜纳米压痕过程的多尺度模拟

作     者：黎军顽 倪玉山 林逸汉 罗诚 江五贵 

作者机构：复旦大学力学与工程科学系上海200433 Faculty of Built Environment and EngineeringQueensland University of TechnologyBrisbane QLD4001Australia 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2009年第45卷第2期

页      面：129-136页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目10576010 

主　　题：Al薄膜 纳米压痕 多尺度 准连续介质法 初始缺陷 

摘      要：采用多尺度准连续介质法分别模拟无缺陷和具有初始缺陷两种状态下,单晶Al薄膜纳米压痕初始塑性变形过程,得到载荷-位移响应曲线和应变能-位移变化曲线.研究了初始缺陷对纳米压痕过程中位错形核与发射、Peierls应力以及位错发射.临界载荷的影响.结果表明,在整个纳米压痕过程中出现了多次位错形核与发射现象,初始缺陷对第1和第3对位错的形核与发射影响较小,而对第2对位错的形核与发射具有明显的推迟作用,并伴随有裂纹扩展现象;由于初始缺陷引起薄膜材料内部严重的晶格畸变,导致系统应变能和位错运动的Peierls应力增加;裂纹扩展前,发射第2对位错需要的临界载荷增加,裂纹失稳后,位错发射需要的临界载荷下降.模拟获得的纳米硬度和Peierls应力与实验结果吻合.