纳米多晶金刚石的硬度比单晶金刚石的硬度更高,有望在超高压装置等高应力条件下被广泛使用。因此,研究纳米多晶金刚石的塑性形变及相应机制等科学问题引起了人们的极大兴趣。本文采用分子动力学方法,通过构建不同纳米多晶金刚石材料模型,模拟了刚性压头压入纳米多晶金刚石材料表面的情形,得到了加载力随压痕深度变化的关系曲线。通过分析纳米多晶金刚石在压头加载下的微结构变化规律,揭示了纳米多晶金刚石在刚性压头加载下的塑性形变机制,得到了晶粒尺寸及温度、孪晶界厚度、对称倾斜晶界等因素对纳米多晶金刚石硬度及塑性形变的影响规律。本文的主要工作如下:1.研究了不同晶粒尺寸(2 nm,5 nm,7 nm和10 nm)的纳米多晶金刚石在球状刚性压头加载下的硬度及塑性形变机制,得到了在不同温度(300,700,1100和1500K)下纳米多晶金刚石的硬度和塑性形变机制。2.研究了不同纳米孪晶金刚石模型(NTD-i,i=3,6,12,24,36和48)在维氏压头加载下的硬度及塑性形变机制,预测了纳米多晶金刚石硬度随孪晶尺寸减小的变化规律。3.研究了具有不同对称倾斜晶界(θ=12.69°,28.07°,36.87°,53.13°和73.74°)的金刚石模型在维氏压头加载下的硬度,并揭示了相应的塑性形变机制。本文的研究结果不仅有利于揭示纳米多晶金刚石在压头加载下的塑性形变机制,也有利于理解该材料在压应力等复杂应力状态下的形变规律,为合成硬度更高的纳米多晶金刚石提供理论基础。