Atomistic and mesoscopic simulation of the strength and the dislocation motion in thin polycrystalline films

多晶薄膜中强度和位错运动的原子和介观模拟

• 批准号: 5352948
• 负责人: Professor Dr. Peter Gumbsch
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Angewandte Materialien - Mikrostruktur-Modellierung und Simulation (IAM-MMS)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2000-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5352948?language=en
• 关键词: Atomistic; mesoscopic; simulation; strength; dislocation

Dünne Metallschichten besitzen eine deutlich höhere Fließspannung als das entsprechende Massivmaterial. Experimente zeigen eine inverse Abhängigkeit der Fließspannung von der Schichtdicke, einen deutlichen Einfluss von Deckschichten, sowie eine klare Abhängigkeit von der Korngröße. Trotz der Vielzahl experimenteller Daten konnten die verschiedenen Beiträge zur Festigkeit sowie der Einfluss der Kaltverfestigung bislang nicht befriedigend erklärt werden. Zur Deutung der besonderen Eigenschaften muss die Bewegung von Versetzungen in der eingeschränkten Geometrie einer dünnen Schicht verstanden werden. Dieses ist nur möglich mit Hilfe von numerischen Simulationen, da analytische Berechnungen nur für sehr einfache Versetzungskonfigurationen durchführbar sind. Ziel der Arbeit ist es, die wichtigsten Härtungsmechanismen mit der Methode der dreidimensionalen diskreten Versetzungsdynamik zu untersuchen, um die Besonderheiten im Verfestigungsverhalten dünner Schichten besser zu verstehen. Hierfür soll ein Computercode erstellt werden, der Versetzungen auf realistischen Gleitsystemen und mit den notwendigen Randbedingungen behandeln kann. Zusätzlich soll die Möglichkeit der Feinkornhärtung implementiert werden, um auch polykristalline Materialien behandeln zu können. Die Wechselwirkung der Versetzungen mit den Grenzflächen soll atomistisch untersucht werden. Die Ergebnisse dieser atomistischen Simulationen sollen detailliert mit Versetzungssimulationen verglichen werden und somit zur Anpassung der Eingabegrößen für die Versetzungssimulation verwendet werden.

Dünne Metallschichten besitzen eine deutlich höhere Fließspannung als das entsprechende Massivmaterial.实验得到一个Schichtdicke上的Fließspannung的逆Abhängigkeit，一个Deckschichten上的deutlichen Einfluss，以及一个Korngröße上的Köngröße的逆Abhängigkeit。Trotz der Vielzahl experimenteller Daten konten die verbedenen Beiträge zur Festigkeit sowie der Einfluss der Kaltverfestigung bislang nicht befriedigend erklärt韦尔登. Zur Deutung der besonderen Eigenschaften must die Bewegung von Versetzungen in der eingeschränkten Geometrie einer dünnen Schicht verstanden韦尔登. Dieses ist努尔möglich mit Hilfe von numerischen Simulationen，da analytische Berechnungen努尔für sehr einfache Versetzungskonfigurationen durchführbar sind. Ziel der Arbeit is es，die wichtigsten Härtungsmechanismen mit der Methode der dreidimensionalen diskreten Versetzungsdynamik zu untersuchen，um die Besonderheiten im Verfestigungsverhalten dünner Schichten besser zu verstehen.最后，我们将编写一个韦尔登代码，使其在现实主义的整体系统中运行，并使其不受任何限制。Zusätzlich soll die Möglichkeit der Feinkornhärtung implementiert韦尔登，um auch polykristalline Materialien behandeln zu können.带有Grenzflächen的Versetzungen的Wechselechtung是一种韦尔登的原子能。Die Ergebnisse dieser atomistischen Simulationen sollen detailliert mit Versetzungssimulationen verglichen韦尔登und somit zur Anpassung der Eingabegrößen für die Versetzungssimulation verwendet韦尔登.