Эмиссия дислокационных петель нанопорами в ГЦК-кристалле под воздействием ударных послекаскадных волн при сдвиговой деформации
Маркидонов А.В., Старостенков М.Д., Захаров П.В,, Лубяной Д.А., Липунов В.Н.

Поступила в редакцию: 8 Мая 2019

DOI: 10.1134/S0044451019120046

PDF (897.3K)

Методом молекулярной динамики проведено исследование влияния ударных послекаскадных волн, образующихся в твердом теле при облучении частицами с высокой энергией, на процесс гетерогенного образования дислокационных петель в моделируемом кристалле золота, содержащего нанопору сферической формы и подвергнутого сдвиговой деформации. Взаимодействие между атомами описывалось с помощью потенциала, рассчитанного в рамках метода погруженного атома. Ударные волны создавались путем присвоения граничным атомам расчетной ячейки скорости, превышающей скорость звука в моделируемом материале. Показано, что при сдвиговой деформации вблизи поверхности нанопоры формируются две области повышенного механического напряжения, которые являются источниками зарождающихся частичных дислокаций. Основным механизмом образования дислокаций является смещение группы атомов по направлению к внутренней поверхности поры, что не противоречит современным представлениям о гетерогенном образовании дислокаций. Показано, что при величине касательных напряжений, недостаточной для образования дислокаций, эмиссия петли может быть инициирована ударной послекаскадной волной, генерируемой в расчетной ячейке. При повышении температуры число зарождаемых дислокационных петель увеличивается и, кроме того, наблюдается образование дислокаций Ломер-Коттрелла, причиной образования которых являются дополнительные касательные напряжения, создаваемые волной разгрузки. При этом для формирования устойчивой дислокационной петли, у которой сила линейного натяжения уравновешивается силой Пича-Келлера, обусловленной внешним напряжением, необходимо, чтобы фронт ударной волны при распространении по моделируемому кристаллу оказывал воздействие на области повышенного напряжения у поверхности поры.