晶向对单晶钨纳米线拉伸力学性能的影响

采用金属催化的气相合成法制备高纯度单晶钨纳米线材料,采用分子动力学方法进行拉伸模拟计算,分析〈100〉、〈110〉、〈111〉3种典型晶向下单晶钨纳米线的拉伸应力-应变曲线及其微观变形结构,揭示晶向对单晶钨纳米线拉伸破坏机理的影响。结果表明：3种晶向均具有弹性、损伤、屈服、破坏等4个阶段,其中〈100〉晶向还具有独特的屈服后强化阶段和两次应力突降阶段。晶向对单晶钨纳米线弹性模量的影响较小,对抗拉强度、屈服强度和延展性的影响较大,主要取决于不同的原子表面能和主滑移面。计算得到的单晶钨纳米线的弹性模量值与实测结果吻合较好。