金属晶体材料中晶界缺陷研 究进展.pdfVIP

第 26卷第 5期 四川文理学院学报 2016年 5月 Vo1．26 No．5 SichuanUniversityofArtsandScienceJournal Sep．2016 金属晶体材料中晶界缺陷研究进展 范开敏，王学航，赵 娟，赵红琴 (四川文理学院 智能制造学院，四川 达州I635000) 摘 要：晶界是一种典型的面缺陷．在晶界面附近，金属 晶体的原子排布与完美体相 中的晶格排列存在比 较明显地不同，从而导致晶界展现出不同的物理性质以及化学性质等．计算机模拟在研究材料微观结构和宏观 性质方面扮演着越来越重的角色．重点讨论关于金属晶体中晶界缺陷在计算机模拟方面的必威体育精装版研究进展，包括 用分子动力学方法和第一性原理方法的相关研究进展． 关键词：晶界缺陷；第一性原理；分子动力学 中图分类号：0469 文献标志码：A 文章编号：1674--5248c2016)05--0044--04 金属晶体材料中存在各种各样的缺陷，例如， 1 晶界缺陷 点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷等．金属晶体中的 晶界缺陷，作为一种典型的面缺陷，由于其与体相 晶体材料中的晶粒与晶粒之间的界面称之为 中晶格排列存在的差异，会导致材料的相关性质 晶粒界，简称为晶界．按照夹角来分，晶界可以分 发生较大的变化．[1]MasatakeYamaguchi等人 为大角晶界和小角晶界两种，按照原子排列情况， 2005年在 自然杂志上发表的报道显示，作为杂质 晶界分为：共格 晶界、半共格 晶界和非共格 晶界． 的硫原子会使得镍晶体中的晶界膨胀，从而致使 小角晶界有分为倾斜晶界和扭转晶界，其中倾斜 晶界的抗张强度(tensilestrength)降低．[4]对立方 晶界包括对称倾斜晶界和非对称倾斜晶界，图 1 结构金属和合金材料的晶界性质的研究近些年 为对称倾斜晶界的示意图和实验图．[15] 来，不管不在实验方面还是理论方面都有比较丰 富的报道．[5] 最近这些年来，hcp结构的一些稀土金属、稀 有金属等的特殊的性质及一些特定的用途，相应 的晶界缺陷性质使研究者们产生了浓厚 的兴 趣．[7-1o3我们注意到，对 hcp结构和立方结构金属 晶体晶界的理论研究，主要采用基于第一性原理 方法以及分子动力学方法等的计算机模拟方 法，Ell--14~本论文我们主要讨论在计算机模拟方面 的关于晶界缺陷的必威体育精装版研究方法，并且 比较 了其 ta) b‘l 优、劣势． 图 1 对称倾斜 晶界 图，(a)对称倾斜 晶界示意 图(b)Au 晶体中对称倾斜晶界实验图 收稿 日期：2015～O9～28 基金项 目：四川省教育厅 自然科学基金(14ZB0308)；四川文理学院高级预研项 目(2O14YYoO1)；四川省大学生创新 创业训练项 目(201410644023)；四川文理学院教改项 目(2013JY16) 作者简介：范开敏(1978一)，男，山东日照人．副教授，博士，主要从事材料结构与性能与理论物理研究． · 44 · 范开敏，王学航 ，赵 娟，赵红琴：金属晶体材料中晶界缺陷研究进展 2016年第5期