摘要为了从原子尺度上了解铁中的位错运动及位错与铜沉淀间的相互作用，以Fe-Cu合金为研究对象，在牛顿方程和固定边界条件的基础上运用分子动力学的方法进行研究。文中简要叙述了分子动力方法，同时简单介绍了位错理论知识，如位错类型，柏氏矢量，位错运动等。对模拟结果进行分析，可以得出一下几个结论：（1）在一定的应力范围内，刃型位错运动的速度随外加应力增加而逐步增大；(2)位错的运动速度会随着温度的增加而减少；(3) 铜沉淀物会严重影响位错的运动。其本质为铜团簇对位错的吸引作用，因此会导致加速或阻碍位错运动的现象。67780

毕业论文关键词  位错  铜团簇  分子动力学

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title     Edge dislocation motion in Fe-Cu alloy by   molecular dynamics                                                 

Abstract

To understand the edge dislocation motion in Bcc-Fe and the interaction of dislocation and copper precipitates at atomic-level,this paper take Fe-Cu alloy as research object, The calculations  are carried  out using molecular dynamics method based on the  quasi-Newton  approach and periodic boundary conditions.In this article,molecular dynamics(MD) method introduced. And some simple dislocation theory is also discribed, such as Bvector,dislocation motion. From the simulation results,The following results are obtained: (1) dislocation movement speed gradually increased with the increase of the stress in a certain range of stress; (2) a decrease of mobility with increasing temperature;（3）Copper precipitates will seriously affect the motion of dislocation. Concrete manifestation of copper precipitates attract the dislocation , thus copper precipitates accelerate or hinder the dislocation motion.

Keywords  dislocation  copper precipitates  molecular dynamics

目   次

1 引言   1

2 位错理论   2

2.1 位错的类型   2

2.2 柏氏矢量   4

2.3 位错的运动   5

3 分子动力学模拟方法   7

3.1 分子动力学模拟   8

3.2 LAMMPS介绍  10

4 模拟过程  12

4.1 模型的建立   12

4.2 位错运动的模拟   13

4.3 铜团簇对位错运动的影响  18

结论 24

致谢   25

参考文献26

附录A  cds参数29

1 引言

由于海啸和地震，日本发生的核电站爆炸与泄漏事件，引起了全世界对核电站安全问题的关注。用来控制和限制放射性的物质从反应堆中扩散出去的压力容器作为核电站的关键设备之一，是防止裂变产物释放到周围的最后一道屏障，能够有效的保护人们免受放射性物质的带来伤害。而这种金属材料在一定条件下由于辐射损害会形成各种缺陷，如晶体缺隙延伸的位错、空位和第二相沉淀等，进而对材料的特性产生了意义重大的改变[1]。如由于辐照损害，材料的韧脆转变温度提高，材料变脆，容易发生脆性断裂，而脆性断裂前没有任何征兆，是突然断裂的，无法预测，因此会造成难以预测的危害，存在安全隐患，值得深思。论文网

事实证明材料性质不仅只依赖于化学组分, 还很大程度上和材料的微观结构相关。位错是金属材料中的一种非常重要的结构缺陷，普遍存在于材料中。金属材料在受到外加应力时也会产生位错。晶体宏观上的塑性变形，归根到底是位错在外力下运动的结果[2]。因此要了解材料塑性变形的基本特征，对位错的研究就至关重要。通过模拟的方法，可以更直观的表现出位错的运动性质[3-5]，从而更好地从原子机理上理解位错的运动如何导致复杂的塑性变形的行为[6]。从微观上了解位错的运动规律，对于改善金属的性能，提高金属的使用寿命都有重大意义，对材料的性质也会有进一步的认识。但是由于核反应具有强烈的放射性，对实验者的身体产生严重的危害，无法直接进行实验，于是采用计算机模拟的方法进行研究是必要的。