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界面结构对Cu/Ni多层膜纳米压痕特性影响的分子动力学模拟

李锐 刘腾 陈翔 陈思聪 符义红 刘琳

界面结构对Cu/Ni多层膜纳米压痕特性影响的分子动力学模拟

李锐, 刘腾, 陈翔, 陈思聪, 符义红, 刘琳
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  • 金属多层膜调制周期下降到纳米级时,其力学性质会发生显著改变.Cu-Ni晶格失配度约为2.7%,可以形成共格界面和半共格界面,实验中实现沿[111]方向生长的调制周期为几纳米且具有异孪晶界面结构的Cu/Ni多层膜,其力学性质发生显著改变.本文采用分子动力学方法对共格界面、共格孪晶界面、半共格界面、半共格孪晶界面等四种不同界面结构的Cu/Ni多层膜进行纳米压痕模拟,研究压痕过程中不同界面结构类型的形变演化规律以及位错与界面的相互作用,获取Cu/Ni多层膜不同界面结构对其力学性能的影响特征.计算结果表明,不同界面结构的样品在不同压痕深度时表现出的强化或软化作用机理不同,软化机制主要是由于形成了平行于界面的分位错以及孪晶界面的迁移,强化机制主要是由于界面对位错的限定作用以及失配位错网状结构与孪晶界面迁移时所形成的弓形位错之间的相互作用.
      通信作者: 陈翔, chenxiang@cqupt.edu.cn
    • 基金项目: 重庆市杰出青年基金(批准号:cstc2014jcyjjq40004)、国家自然科学基金(批准号:11802047)、重庆市重点基金(批准号:cstc2015jcyjBX0135)和重庆市教委科学技术研究项目(批准号:KJ1600446)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-14
  • 修回日期:  2018-07-12
  • 刊出日期:  2018-10-05

界面结构对Cu/Ni多层膜纳米压痕特性影响的分子动力学模拟

  • 1. 重庆邮电大学自动化学院, 重庆 400065;
  • 2. 重庆邮电大学先进制造工程学院, 重庆 400065;
  • 3. 重庆水泵厂有限责任公司, 重庆 400030
  • 通信作者: 陈翔, chenxiang@cqupt.edu.cn
    基金项目: 

    重庆市杰出青年基金(批准号:cstc2014jcyjjq40004)、国家自然科学基金(批准号:11802047)、重庆市重点基金(批准号:cstc2015jcyjBX0135)和重庆市教委科学技术研究项目(批准号:KJ1600446)资助的课题.

摘要: 金属多层膜调制周期下降到纳米级时,其力学性质会发生显著改变.Cu-Ni晶格失配度约为2.7%,可以形成共格界面和半共格界面,实验中实现沿[111]方向生长的调制周期为几纳米且具有异孪晶界面结构的Cu/Ni多层膜,其力学性质发生显著改变.本文采用分子动力学方法对共格界面、共格孪晶界面、半共格界面、半共格孪晶界面等四种不同界面结构的Cu/Ni多层膜进行纳米压痕模拟,研究压痕过程中不同界面结构类型的形变演化规律以及位错与界面的相互作用,获取Cu/Ni多层膜不同界面结构对其力学性能的影响特征.计算结果表明,不同界面结构的样品在不同压痕深度时表现出的强化或软化作用机理不同,软化机制主要是由于形成了平行于界面的分位错以及孪晶界面的迁移,强化机制主要是由于界面对位错的限定作用以及失配位错网状结构与孪晶界面迁移时所形成的弓形位错之间的相互作用.

English Abstract

参考文献 (30)

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