Вычисление Энергии Образования Краевой, Винтовой И Двойникующей Дислокаций С Помощью Метода Молекулярной Динамики

Abstract

Предложен метод определения с помощью молекулярной динамики энергии движущихся краевой, винтовой и двойникующей дислокаций в ГЦК металлах, заключающийся в построении и анализе графика зависимости от времени энергии расчетной области, через которую проходит дислокация. В качестве ГЦК металлов взяты никель, медь, серебро и аустенит. Для описания межатомных взаимодействий в никеле, меди и серебре использовались потенциалы Клери-Росато, для аустенита – потенциал Лау. Инициирование образования и движения дислокации проводилось за счет сдвига двух частей торца расчетной ячейки в разные стороны. Полная дислокация появлялась при моделировании сразу в виде расщепленной на пару частичных дислокаций Шокли, разделенных дефектом упаковки. Расстояние между частичными дислокациями составляло несколько нанометров. При высоких скоростях сдвига оно уменьшалось. Выяснено, что скорость сдвига влияет на энергию дислокации только до значений, равных примерно 40 м/с. При больших значениях скорости энергия дислокации повышается. Кроме этого, выяснено, что, начиная с 8 межатомных расстояний (примерно 20 Å), ширина моделируемой расчетной ячейки с периодическими условиями не влияет на получаемые значения энергии дислокации. Согласно полученным данным, энергия краевой дислокации примерно в полтора раза выше энергии винтовой дислокации. Для рассматриваемых металлов энергии дислокаций коррелируют с упругими характеристиками. Энергия двойникующей дислокации существенно меньше энергии краевой или винтовой дислокаций. Движущаяся двойникующая дислокация в модели была получена в результате расщепления винтовой дислокации на двойнике на две частичные дислокации, скользящие после расщепления вдоль двойника.