通过孪晶界取向和间距调控增强纳米孪晶铝：一项分子动力学模拟研究

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Strengthening Nanotwinned Al by Twin Boundary Orientation and Spacing: A Molecular Dynamics Simulation Study

纳米孪晶单晶铝在?112?、?111?和?110?三个拉伸方向的分子动力学模拟研究表明，?112?方向强度最大（2.27 GPa），强度交叉现象源于Stair-rod位错生成能力的方向依赖性，为纳米孪晶金属设计提供理论依据。

　　

对于结构材料而言，高强度至关重要，以避免突然失效。大量研究强调了纳米孪晶在增强金属性能中的关键作用。然而，在实验中实现特定方向的加载、达到孪晶界间距的最小值以及排除常规晶界的影响具有挑战性。因此，本研究采用了分子动力学模拟方法，来考察单晶铝在三个代表性方向上的单轴拉伸性能。结果表明，当沿?112?方向加载时，材料的最大强度为2.27 GPa；而沿?111?和?110?方向的强度分别处于中等和最低水平。在λ = 35.07 ?至λ = 42.09 ?的范围内，由于模型生成和维持阶梯状位错的能力发生变化，?111?与?112?方向之间的强度出现了交叉。这些发现为设计高性能纳米孪晶金属提供了理论基础。