压痕深度和晶粒尺寸对纳米晶粒FCC-Fe多晶衬底刮擦行为的影响
来源：原创 更新时间：2024-02-25 16:27:05 编辑：管理员 浏览：129
压痕深度和晶粒尺寸对纳米晶粒FCC-Fe多晶衬底刮擦行为的影响
纳米颗粒材料由于其高晶界密度，具有优异的力学和物理化学性能。GB密度的变化可以主导其塑性变形机制。本工作采用分子动力学方法研究了压痕深度和平均晶粒尺寸（MGS）对FCC Fe纳米颗粒基底刮擦塑性变形的影响。MGSs为2.05和8.71 nm的模型的接触强度分别最小（9.26 GPa）和最大（11.67 GPa）。当MGS细化到小于临界尺寸（5.07 nm）时，霍尔-佩奇击穿发生在纳米晶粒多晶衬底中。随着压痕深度的增加，塑性变形占主导地位，磨损量随着MGS的减小先增大后减小。横向摩擦力和法向力（包括其增量）随着压痕深度的增加而增加。中等晶粒度的模型可以保持较大的摩擦“加速度”和法向力增量。晶粒细化后，在刮擦过程中位错增加，且均为受晶界限制的短位错；特别是没有出现长直阶梯杆脱位。超细晶粒模型中的剪切应变沿晶界分布。晶粒晶格旋转延伸到整个小晶粒，MGS降低到2.05nm。变形机制由位错介导机制转变为晶粒晶格旋转和晶界滑移机制。这项工作可以为纳米多晶材料的设计、加工和性能预测提供理论依据。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301679X24002160?via%3Dihub