2 铜合金的层错能和孪晶能的计算 10

2。1纯铜的的晶格常数计算 10

2。2纯铜的层错能与孪晶形成能的计算 11

2。2。1 计算模型 11

2。2掺杂状态下铜的层错能与孪晶形成能的计算过程 15

2。2。1掺杂状态下铜的层错能与孪晶模型 15

2。2。2铃木效应处理分析与应用[36]-[38]（有关掺杂原子） 17

2。3 铜的层错和孪晶的计算结果 18

2。3。1 有关在铜中掺杂有原子的层错和孪晶的计算结果 18

2。3。2 有关在铜中掺杂有原子的层错和孪晶能的2倍关系的比较 20

结论 35

致  谢 36

参 考 文 献 37

1绪论

1。1铜的简介

铜在现代材料材料领域有着广泛的应用，在我们的生产力发展和我国工业化程度提高的道路不可磨灭的作用。铜的价值主要表现为:我们最早认识和利用的金属是铜,因为铜的化学性质相对稳定则其也是我们现代生产生活中用以制造工业产品的重要材料。From+优`尔^文W网wWw.YouErw.com 加QQ75201^8766

随着社会的发展,铜和铜合金新的用途不断地被人们发现,已经成为现代工程材料中不可或缺的一部分。目前我们是处于电子自动化和信息的时代,因此铜及其铜合金会有广泛的应用。在21世纪人们需要具有高性能的金属材料，因此要研究怎样才能不断改善合金的性能和使用性能从而使其符合人们的使用要求。

1。2铜与铜合金

  铜在元素周期表中是处于IB族，属于过渡金属元素,元素符号Cu,相对原子量为63。54,面心立方晶格(FCC）(如图下图1。1FCC晶格结构)

图1。1 FCC 结构示意图

晶格常数:a=b=c,===90°,配位数CN=12,晶胞原子数为4,致密密系数0。74。虽然在地壳中铜的含量很少（只占0。01%）,但含铜的矿石的广泛分布，则提供了其在工业上普遍应用的可能性。纯铜的物理学和力学性能如表1。1。

表1。1纯铜的物理和力学性能

性能                               数值

熔点℃

沸点℃

比热（20℃）cal/g。℃

密度（20℃）g/cm2

热导率W/cm。K

电阻率（20℃）（10-6）Ω。cm

抗拉强度Mpa

屈服强度Mpa

布氏硬度

线膨胀系数（0~100℃）（10-6）

层错能ergs/cm2 1038

金属通常是作为结构材料被广泛使用的。我们都知道衡量材料的力学指标强度与韧性是非常重要的。因为强度是材料抵抗变形能力的大小，从侧面反映了材料所能承受的最大载荷，但是材料的塑韧性是反映了其发生变形而不断裂的能力。有材料科学与工程的基本理论出发，探索金属强韧化的方法的前提是明白材料微观结构和组织性能与使用性能之间的相会联系与相会影响[1]。金属强韧化的出发点就是制造高的强度和高的韧性的微观组织与结构。但是，怎样的微观组织与结构才能够使材料产生强韧与化的效果。我们在总结大量的实验数据中发现，一般多晶金属无法同时获得高的强度与高的韧性，如果金属的到强化，其结果是损失了材料塑韧性。细晶或纳米晶结构的材料的出现为金属的强韧化带来了新的方法。早在2004通过卢磊等人在细晶Cu中加入纳米晶孪晶层片结构，这是样品在保持了较高的塑韧性的前提下获得了较高的强度[2]。还有在2009年，制备出不同的层片厚度的纳米晶孪晶Cu，在单相拉伸加载实验后，发现当层片厚度从100nm减小到15nm时，样品屈服强度从400 MPa增加至900 MP。因为纳米晶孪晶有较高密度的孪晶界，其对位错运动有显著的阻碍作用，所以其获得了较高的强度[3]。