Особенности структурных превращений ГПУ титановых нановолокон при низкой температуре, используя потенциал Клери-Розато

Получена: 23 августа 2016; Принята: 30 октября 2016
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: М. Айш, М.Д. Старостенков. Особенности структурных превращений ГПУ титановых нановолокон при низкой температуре, используя потенциал Клери-Розато. Письма о материалах. 2016. Т.6. №4. С.317-321
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2016-4-317-321

Аннотация

Молекулярно-динамическое моделирование (МД) деформации нановолокон при одноосном растяжении для ГПУ простого кристалла Ti реализовано для выяснения зависимости деформационного поведения нановолокон от растяжения. Моделирование выполнено с использованием модели сильной связи (потенциал Клери-Розато). Компьютерный эксперимент выполнялся при температуре 10 К. Диаграммы запасенной энергии, полученые в различное время с помощью МД моделирования для образцов металлических Ti нановолокон, подвергнутых растяжению, показали быстрое увеличение напряжения до максимума с последующим постепенным падением до нуля, когда образец терпит пластическое разрушение. Особенности в изменении запасенной энергии деформации можно разделить на три области: квазиупругую, пластическую и разрушение. Эти преобразования характеризуются различными структурными особенностями, что проявляется в характере изменения кривой зависимости запасенной энергии деформации и появлении различных типов структурных дефектов. Результаты показали, что положение разрушения образца зависит от его длины. Представляется, что применение потенциала Клери-Рoзато позволяют получить достаточно надежные представления о поведении нанометаллических ГПУ Ti нановолокон при их растяжении. Температурная зависимость модуля Юнга оказывается подобной известным экспериментальным результатам. Полученные результаты моделирования базировались не только на анализе структурных изменений во всем объеме, но и в отдельных областях и атомных плоскостях в процессе одноосной деформации растяжения вдоль направления <0001> нановолокна Ti при температуре 10 К. Подобные исследования были проведены на образцах нановолокон Ti различной длины, поперченного сечения, различных ориентаций и при различных температурах компьютерного эксперимента.

Ссылки (17)

1. F. Ercolessi and J. B. Adams. Europhys. Lett. 26, 583 (1994).
2. Y. Mishin, D. Farkas, M. J. Mehl and D. A. Papaconstantopoulos. Phys. Rev. B 59, 3393 (1999).
3. Y. Mishin, M. J. Mehl, D. A. Papaconstantopoulosm, A. F. Voter and J. D. Kress. Phys. Rev. B 63, 224106 (2001).
4. Y. Mishin, M. J. Mehl and D. A. Papaconstantopoulos. Phys. Rev. B 65, 224114 (2002).
5. R. R. Zope and Y. Mishin. Phys. Rev. B 68, 024102 (2003).
6. A. Strachan, T. Cagin, O. Gülseren, S. Mukherjee, R. E. Cohen and W. A. Goddard. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 12, S445 (2004).
7. Y. Mishin, M. J. Mehl and D. A. Papaconstantopoulos. Acta Mater. 53, 4029 (2005).
8. Y. Mishin and A. Y. Lozovoi. Acta Mater. 54, 5013 (2006).
9. H. Chamati, N. Papanicolaou, Y. Mishin and D. A. Papaconstantopoulos. Surf. Sci. 600, 1793 (2006).
10. I. J. Robertson, V. Heine and M. C. Payne. Phys. Rev. Lett. 70, 1944 (1993).
11. S. L. Frederiksen, K. W. Jacobsen, K. S. Brown and J. P. Sethna. Phys. Rev. Lett. 93, 165501 (2004).
12. F. Cleri and V. Rosato. Phys. Rev. B 48, 22 (1993).
13. Mohammed Aish and Mikhail Starostenkov. AIP Conf. Proc. 1698, 040006 (2016).
14. M. M. Aish, M. D. Starostenkov. Materials Physics and Mechanics. 24 (2), 139 (2015).
15. M. D. Starostenkov, M. M. Aish. Materials Physics and Mechanics (2014) 21 (1), 1 (2014).
16. M. D. Starostenkov, M. M. Aish. Advanced Materials Research. 1013, 242 (2014).
17. M. M. Aish, M. D. Starostenkov. Materials Physics and Mechanics. 18 (1), 53 (2013).

Другие статьи на эту тему