Миграция межзеренных границ в бикристалле алюминия при сдвиговом нагружении

В лаборатории компьютерного конструирования материалов на основе молекулярно-динамического моделирования изучена миграция симметричной наклонной межзеренной границы Σ5(210)[001]. Моделирование проводилось при различных температурах, скоростях и кристаллографических направлениях нагружения. Показано, что миграция границы зерна происходит по принципу stick-slip и всегда сопровождается быстрым снижением напряжений. При относительно низких скоростях сдвига (<5 м/с) граница зерен перемещается без образования дефектов в образце. При высоких скоростях сдвига (>10 м/с) миграцию границ зерен можно разделить на два временных интервала. В течение первого временного интервала он мигрирует без образования дефектов; во втором временном интервале граница раздела зерен оставляет вакансии в растущем зерне. С началом образования вакансий скорость миграции границ зерен резко снижается. В этом случае граница зерен теряет свою симметрию. Повышение температуры образца сокращает время миграции границ зерен, но практически не влияет на ее скорость.


На рисунке показана структура бикристалла при сдвиге со скоростью 20 м/с, температура 300К, момент времени 0.6 нс. Захваты, атомы границы зерна и вакансии обозначены фиолетовым, зелёным и жёлтым, соответственно. Остальные атомы не показаны

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН (тема FWRW-2021-0002).
Результаты опубликованы в журнале Nanoscience and Technology: An International Journal (SJR: 0.226, Q3).
Korostelev S.Yu., Kryzhevich D.S., Zolnikov K.P. Grain boundary migration in an aluminum bicrystal under shear loads // Nanoscience and Technology: An International Journal – V. 16. – I. 4 – P. 39-48. DOI: 10.1615/NanoSciTechnolIntJ.2024054505