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NiAl有着许多优异的物理和力学性能,作为一种高温结构材料被广泛应用于航空航天等大型工程领域,然而严重的室温脆性限制了它的实际应用。为了揭示材料脆性的本质,改善其塑性,并为多晶体的研究提供理论基础和研究思路,研究双晶NiAl的微结构、能量和力学行为显得特别重要。 本文采用分子动力学模拟方法研究了不同晶粒取向的NiAl双晶薄膜的晶界结构和剪切变形机制,讨论了晶界结构、温度等对剪切力学行为的影响。主要工作包括: ⑴开展了多种晶粒取向的双晶薄膜晶界结构的分子静力学模拟,并对晶界结构进行了分析。结果表明,晶界长度和自由体积在描述晶界上是两个独立的量,晶界长度和晶界平面法向指数有着直接的相关性;得到了晶界能和晶粒取向差的关系曲线。结果表明,晶界能的谷点出现在36.87°(310)、53.13°(210)和67.38°(320),自由体积和特殊结构单元的存在对晶界能有显著的影响。 ⑵开展了不同晶界结构的双晶薄膜的纯剪切分子动力学模拟。发现了取决于晶界结构的几种结构演化行为:①晶界耦合运动;②伴随有晶格位错从晶界发射的原子转移。研究表明,奇异晶界的屈服强度明显高于其他晶界;晶界迁移机制是E和B结构单元的相互转化。详细的分析表明,结构演化行为可以归因于E和B相互转化的几种基本转化模式。