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塑性是材料的重要的力学性能,决定了材料可实现的变形量。提高材料的塑性一直是结构材料研究的重点。伪弹性则是形状记忆材料中的重要性能,高的可回复应变可以使之吸收更多机械功,故提高可回复应变一直是形状记忆材料的研究重点。与粗晶材料相比,纳米线具有超高的塑性。已报道通过应力诱发相变或孪生方式变形,纳米线的延伸率可以达到50%左右,即所谓的超塑性。此外,纳米线由于表面效应,变形后可以回复到初始状态,实现伪弹性。因此纳米线成为获得超塑性和超高可回复应变的合适体系。目前纳米线的力学性能研究主要侧重于面心立方和体心立方结构体系,密排六方体系的研究结果则较少而且存在一些争议。由于滑移系少,一般认为密排六方金属塑性较差,通常粗晶态的密排六方金属延伸率不到10%。但是在纳米线材料中,密排六方金属的力学性能仍需要进一步探索。本工作根据变形机制的不同,选取两大类密排六方金属的纳米线作为研究对象——应力诱发相变类和应力诱发孪生类。前者选取的代表为纯钴和钴-铁合金纳米线,后者选取的代表为纯镁纳米线。通过分子动力学模拟纳米线的单轴拉伸和卸载过程,从而预测纳米线超塑性和伪弹性的可行性,主要的发现为:(一)在钴纳米线中,通过HCP→FCC→HCP的两步结构相变,可以达到80%左右的延伸率,并且变形后的纳米线可以回复至初始构型,可恢复应变约为71%。形变过程中的相变可以通过静态方法计算能垒,从而进一步解释相变的合理性。该能垒计算的方法进过进一步改进,将纳米线能量表示为应变的函数,计算钴-铁合金纳米线中各种构型之间相互转换的能量关系,并且用于判断应力诱发相变的顺序以及相变类型。(二)在镁纳米线中,通过应力诱发二次孪晶,使纳米线的延伸率可以达到60%左右,且该形变也能通过去孪晶化回复,即在镁纳米线中发现超塑性和伪弹性。二次孪晶中的孪生模式为{11(?)1},为首次在镁中发现,该孪晶的产生是由于初次孪晶界附近的应力集中而造成的。此外,镁纳米线中的{11(?)1}孪晶发现属于非对称结构。由此结果出发进一步拓展,研究了<1(?)00>对称倾斜晶界的结构能量,发现了两类新的稳定结构:(1){11(?)3}孪晶确定为一种稳定结构且其结构也是非对称的;(2){11(?)6}孪晶中发现晶粒的再取向现象。<1(?)00>对称倾斜晶界中新结构的发现对于理解晶界结构及其演化过程提供新的例子。总之,本文通过分子动力学模拟提出在HCP金属中达到较高塑性和可回复应变的可能途径,对材料变形机制的研究以及高塑性材料的开发提供新的思路。