納米多晶金屬樣本構(gòu)建的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究

編號(hào)：NMJS00066

篇名：納米多晶金屬樣本構(gòu)建的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究

作者：馬文; 祝文軍; 張亞林; 陳開果; 鄧小良; 經(jīng)福謙;

關(guān)鍵詞：納米多晶金屬; 分子動(dòng)力學(xué); 應(yīng)力; 能量;

機(jī)構(gòu)： 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系; 中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所沖擊波物理與爆轟物理國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中國(guó)工程物理研究院計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究所;

摘要： 研究了分子動(dòng)力學(xué)模擬中納米多晶金屬樣本的構(gòu)建過程.首先采用Voronoi幾何方法生成初始的納米多晶鋁和銅樣本,然后用快速冷凝(或共軛梯度)法得到樣本的局域最低能態(tài),最后在恒溫零應(yīng)力周圍環(huán)境下(常溫常壓NPT系綜)退火得到最低能態(tài)樣本.使用樣本的殘余內(nèi)應(yīng)力來衡量納米多晶樣本是否與實(shí)驗(yàn)制備的一致.通過監(jiān)測(cè)這兩步弛豫過程中晶界結(jié)構(gòu)的變化形態(tài)、體系平均內(nèi)應(yīng)力和能量下降過程及具體的局域分布和不同弛豫條件下最終樣本的彈性常數(shù),發(fā)現(xiàn)樣本的能量和殘余內(nèi)應(yīng)力都接近實(shí)驗(yàn)制備的納米多晶金屬.對(duì)Voronoi幾何法生成的晶界而言,5—10ps的快速冷凝(或共軛梯度法)能量最小化,40—100ps的升溫(溫度控制在室溫到0.65倍熔點(diǎn))退火較合適,弛豫時(shí)間和退火溫度選擇在一定范圍內(nèi)時(shí)對(duì)弛豫樣品終態(tài)的力學(xué)性質(zhì)影響很小.