Shock-induced plasticity and phase transformation in single crystal magnesium: an interatomic potential and non-equilibrium molecular dynamics simulations

相变 材料科学 休克(循环) 分子动力学 可塑性 各向异性 冲击波 相(物质) 各向同性 原子间势 凝聚态物理 结晶学 热力学 化学 复合材料 物理 光学 医学 计算化学 有机化学 内科学
作者
Zhiyong Jian,Yangchun Chen,Shifang Xiao,Liang Wang,Xiaofan Li,Kun Wang,Huiqiu Deng,Wangyu Hu
出处
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter [IOP Publishing]
卷期号:34 (11): 115401-115401 被引量:16
标识
DOI:10.1088/1361-648x/ac443e
摘要

An effective and reliable Finnis-Sinclair (FS) type potential is developed for large-scale molecular dynamics (MD) simulations of plasticity and phase transition of magnesium (Mg) single crystals under high-pressure shock loading. The shock-wave profiles exhibit a split elastic-inelastic wave in the [0001]HCPshock orientation and a three-wave structure in the [10-10]HCPand [-12-10]HCPdirections, namely, an elastic precursor, a followed plastic front, and a phase-transition front. The shock Hugoniot of the particle velocity (Up) vs the shock velocity (Us) of Mg single crystals in three shock directions under low shock strength reveals apparent anisotropy, which vanishes with increasing shock strength. For the [0001]HCPshock direction, the amorphization caused by strong atomic strain plays an important role in the phase transition and allows for the phase transition from an isotropic stressed state to the product phase. The reorientation in the shock directions [10-10]HCPand [-12-10]HCP, as the primary plasticity deformation, leads to the compressed hexagonal close-packed (HCP) phase and reduces the phase-transition threshold pressure. The phase-transition pathway in the shock direction [0001]HCPincludes a preferential contraction strain along the [0001]HCPdirection, a tension along [-12-10]HCPdirection, an effective contraction and shear along the [10-10]HCPdirection. For the [10-10]HCPand [-12-10]HCPshock directions, the phase-transition pathway consists of two steps: a reorientation and the subsequent transition from the reorientation hexagonal close-packed phase (RHCP) to the body-centered cubic (BCC). The orientation relationships between HCP and BCC are (0001)HCP⟨-12-10⟩HCP// {110}BCC⟨001⟩BCC. Due to different slipping directions during the phase transition, three variants of the product phase are observed in the shocked samples, accompanied by three kinds of typical coherent twin-grain boundaries between the variants. The results indicate that the highly concentrated shear stress leads to the crystal lattice instability in the elastic precursor, and the plasticity or the phase transition relaxed the shear stress.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
郭磊完成签到 ,获得积分10
6秒前
yushiolo完成签到 ,获得积分10
7秒前
Yingkun_Xu完成签到,获得积分10
11秒前
天天快乐应助shan采纳,获得10
19秒前
和平使命应助科研通管家采纳,获得20
30秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
和平使命应助科研通管家采纳,获得10
30秒前
33秒前
shan发布了新的文献求助10
38秒前
李爱国应助啊蒙采纳,获得10
47秒前
helen李完成签到 ,获得积分10
48秒前
56秒前
56秒前
shan发布了新的文献求助10
1分钟前
啊蒙发布了新的文献求助10
1分钟前
兴奋芸遥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
忐忑的书桃完成签到 ,获得积分10
1分钟前
啊蒙完成签到,获得积分10
1分钟前
隐形曼青应助张wx_100采纳,获得10
1分钟前
远_09完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hhh2018687完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
张wx_100发布了新的文献求助10
1分钟前
隐形曼青应助玩泥巴的hh采纳,获得10
1分钟前
晓风残月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小幺完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
xue完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Eva完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
YE完成签到 ,获得积分10
2分钟前
学无止境完成签到 ,获得积分10
2分钟前
DKX完成签到 ,获得积分10
2分钟前
美队的Peggy完成签到 ,获得积分10
2分钟前
无辜的黄豆完成签到 ,获得积分10
2分钟前
落霞完成签到 ,获得积分10
2分钟前
shirley要奋斗完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
cjl完成签到 ,获得积分10
2分钟前
白华苍松发布了新的文献求助10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6028370
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7689444
关于积分的说明 16186425
捐赠科研通 5175560
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2769548
邀请新用户注册赠送积分活动 1753018
关于科研通互助平台的介绍 1638808