钨中晶界拉伸和裂纹扩展的原子模拟 (2)
1.2 晶体的晶界模型
1.2.1 晶体的界面结构 晶界分为小角度晶界和大角度晶界。若两相邻晶粒位向差 θ 小于约10°时，则为小角度晶界；若两相邻晶粒位向差 θ 在10°以上，则为大角度晶界。小角度晶界一般有两种类型，分为倾斜晶界(tilt boundary)和扭转晶界(twist boundary)，两种晶界示意图如图 1.1所示。
1.2.2 晶界对材料的影响 晶界实质上是一种面缺陷，晶界与位错或其他缺陷、杂质的交互作用会对多晶体材料的塑性变形，强度，脆性产生很大影响，这就形成了与单晶的区别。晶界上的空位、层错、间隙原子等会使晶界的结构和性质发生变化；形状复杂多样的晶界有着不同的晶界能，受力以及腐蚀情况会各不相同，并且会对位错运动产生差异的阻碍作用。 1.2.3 重合位置点阵(CSL模型) 重合位置点阵是大角度晶界的一种。位置相邻的两晶体绕某一旋转轴到一定程度后，两晶粒中一些原子的位置是对称的，此时在晶界上的一些原子同时属于两个晶粒，这就是重合点阵晶界，如图 1.2。重合点阵晶界的结构与孪晶界相似，且具有最低的晶界能量，是一种非常稳定的晶界结构。重合点阵晶界上的原子可能不严格占据规定的几何位置，而产生位置的偏移。这是因为当晶界上能量较高时，会出现能量自发降低的趋势，从而晶界原子发生刚性松弛，使重合点阵原子偏移[5]。 为了定量表示重合点阵的数值，用“Σ”符号表示重合点阵占晶体点阵的多少，Σ 的数值为 CSL单胞体积与晶体点阵单胞体积之比。Σ值越大，表明重合对应关系越多。1.3 裂纹断裂类型 裂纹通常指物体中因开裂而导致的裂纹,同时包括材料冶炼过程中的夹渣、气孔，以及材料加工过程导致的刀痕、刻槽等[6]。 按裂纹存在的几何特性,可把裂纹分为贯穿裂纹、表面裂纹和深埋裂纹。贯穿裂纹是指裂纹贯穿了整个构件;而位于表层的裂纹或裂纹的深度较小,则称为表面裂纹;若裂纹在构建的表面上并无痕迹，而是深埋于内部，则为深埋裂纹[7]。 裂纹还因为受力方式及裂纹扩展方式不同而被分为三种类型,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 型[7],
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