题目：BCC金属铌的力学性质与形变机制的分子动力学研究

晶界在多晶材料的力学性质中扮演了重要的角色。因此对于晶界的研究，在实验上和理论计算上都有大量的研究。其中，晶界的运动能力，对于多晶材料具有决定性的影响。例如晶粒的扭转，晶粒的长大等。晶界运动由于受外界条件和晶界内部结构的影响，晶界运动表现出耦合运动、晶界迁移、晶界滑移、位错形核及扩展等行为。但是，大部分对于晶界剪切形变的研究，都集中在沿某一特定方向的剪切。同时，剪切模拟所使用的对象材料也一般局限于FCC结构的晶界，而对于BCC结构的晶界，相关研究并不多见。

为了更加深入的研究晶界在剪切应力作用下的力学响应行为和运动机制，本文采用分子动力学模拟，系统的研究了BCC金属铌的Σ5<001>{310}对称倾斜晶界在不同温度沿不同剪切方向下的力学响应情况。得出了该晶界在不同条件的剪切作用下的结构转变机制的一些规律性认识，对多晶材料的研究起到一定的促进作用。

对于[130]方向剪切，晶界在所有的模拟温度范围内都表现出迁移与滑移的耦合行为。计算所得的耦合因子与由Frank-Bilby公式推导出来的耦合运动的几何模型相符合。在一定程度上证明了该几何理论对于BCC材料的晶界同样适用。

对于[001]方向的剪切，晶界在除了极低温度下，都表现出了晶界沿[001]方向的纯粹滑移。这一过程中没有晶界迁移行为发生。[001]方向的晶界滑移开动的势垒要远高于[130]方向晶界耦合运动开动的势垒。在极低温度下晶界滑移无法开动，取而代之的是位错在晶界处的形核与扩展、晶界的扭转和原子的扰动等塑性形变机制的发生。

对于沿[130]与[001]两方向之间的剪切，晶界运动表现出了一种复杂的运动机制。当剪切靠近[130]方向时，晶界表现出与[130]方向剪切一致的晶界耦合运动。当剪切方向靠近[001]方向时，在高温下，由[001]方向的晶界滑移与[001]方向的耦合运动组成，并且晶界滑移占主导地位。在低温下，晶界的塑性形变由晶界处的位错形核与扩展、晶界扭转和原子扰动等机制组成。