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冲击波压缩下铁的结构相变及微观机理研究

崔新林  
【摘要】: 利用分子动力学计算模拟方法对单晶铁在冲击波压缩下,由体心立方(BCC)结构到六角密排(HCP)结构的相变过程及微观机理进行了分析研究。势函数选用Voter-Chen等提出的EAM势,通过分析冲击波压缩下相变原子的位移历史,获得了冲击相变的微观机制,相变机制包含压缩和滑移两步,同时发现相变只是出现在某些特定的{011}面上。通过在样品中预置一个纳米孔洞,研究了孔洞缺陷对冲击相变特征的影响。研究结果显示:孔洞缺陷的存在没有改变铁的冲击相变机制,但是孔洞缺陷明显降低了相变阈值应力,加速了相变成核速率,改变了相变的初始成核区域;孔洞反射的稀疏波对相变成核区域的影响随孔洞体积增大而增大,导致孔洞周围出现了大量的无序结构原子;孔洞对相变的影响也体现在粒子速度剖面上,压缩过程中孔洞周围出现大量的“热点”,导致了更低的粒子速度分布。


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