纳米柱压缩屈服的尺寸效应的分子动力学研究

摘要

应用分子动力学方法单向压缩加载模拟了自由矗立的不同直径尺寸的纳米单晶Au小柱，压缩方向沿[001] 晶向，环境温度为300K。由于柱体表面积与柱体的体积之比随着柱体直径的减小而增大，柱体表面对纳米小柱的力学行为的影响随直径尺寸的减小而增大。小柱的屈服应力都远远大于块体Au 的屈服应力（30MPa），表现出较强的刚性。屈服应力随着柱体直径尺寸的增加而增加，表现出很强的尺寸效应。柱体直径尺寸的增大，表面面积随之增大，表面可能存在的缺陷数目也相应增加，表面的位错源数目也相应增加。在塑性变形过程中，观察到柱体的表面的{111}<112>滑移系的部分位错形核和扩展而导致的塑性变形。