武汉科技大学许超与刘春梅等：金刚石纳米柱力学性能的拉压不对称性：分子动力学模拟
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
38热度
Applied Physics A: Materials Science and Processing
Explore content
About the journal
Publish with us
Tension–compression asymmetry in mechanical properties of diamond nanopillars: molecular dynamics simulations
Xu C.; Zhang J.; Liu H.; Liu C.
Published：2024-05-01
DOI：10.1007/s00339-024-07477-9
研究背景
在当今社会，我们经常听到关于材料强度和塑性的讨论。然而，金刚石这种坚硬的材料在微观层面上的特性一直是一个谜。最近的研究发现，金刚石中的孪晶可以影响其硬度，但具体的微观机制尚不清楚。这就引出了一个问题：金刚石纳米柱的力学特性是否会受到不同结构和加载方式的影响呢？
研究内容
一项最新的研究通过分子动力学模拟比较了金刚石纳米柱在拉伸和压缩过程中的力学特性。研究涉及三种不同模型的纳米柱：单晶纳米柱（SC NPs）、孪晶纳米柱（TC NPs）和五重孪晶纳米柱（FT NPs），直径从5到30纳米不等。研究发现，金刚石纳米柱的力学特性与纳米柱的模型、直径和加载方式密切相关。在拉伸和压缩过程中，应力-应变响应呈现明显的不对称性。五重孪晶边界的影响使得FT NPs的屈服强度和应变始终高于TC和SC NPs。在屈服应变后，金刚石纳米柱中出现大量位错，证实了金刚石纳米柱具有塑性。拉伸和压缩的不对称性还体现在位错类型、位错演化过程和纳米柱的断裂形状上。
研究意义
这项研究的创新点在于揭示了金刚石纳米柱的拉压不对称性，为我们深入了解金刚石微观特性提供了重要线索。通过这些发现，我们可以更好地设计利用金刚石材料，拓展其在纳米尺度下的应用领域。
通过这篇文章，我们对金刚石纳米柱的力学特性有了更深入的了解。希望这项研究能够为未来的材料科学研究提供新的启示。
学术热榜
查看全部
相关资讯
换一批