纳米多晶金属样本构建的分子动力学模拟研究

编号：NMJS00066

篇名：纳米多晶金属样本构建的分子动力学模拟研究

作者：马文; 祝文军; 张亚林; 陈开果; 邓小良; 经福谦;

关键词：纳米多晶金属; 分子动力学; 应力; 能量;

机构： 国防科学技术大学物理系; 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室; 中国工程物理研究院计算机应用研究所;

摘要： 研究了分子动力学模拟中纳米多晶金属样本的构建过程.首先采用Voronoi几何方法生成初始的纳米多晶铝和铜样本,然后用快速冷凝(或共轭梯度)法得到样本的局域最低能态,最后在恒温零应力周围环境下(常温常压NPT系综)退火得到最低能态样本.使用样本的残余内应力来衡量纳米多晶样本是否与实验制备的一致.通过监测这两步弛豫过程中晶界结构的变化形态、体系平均内应力和能量下降过程及具体的局域分布和不同弛豫条件下最终样本的弹性常数,发现样本的能量和残余内应力都接近实验制备的纳米多晶金属.对Voronoi几何法生成的晶界而言,5—10ps的快速冷凝(或共轭梯度法)能量最小化,40—100ps的升温(温度控制在室温到0.65倍熔点)退火较合适,弛豫时间和退火温度选择在一定范围内时对弛豫样品终态的力学性质影响很小.