Ein Maximum in der Festigkeit von nanokristallinem Kupfer

Wir haben Molekulardynamik-Simulationen mit Systemgrößen von bis zu 100 Millionen Atomen verwendet, um die plastische Verformung von nanokristallinem Kupfer zu simulieren. Durch die Variation der Korngröße zwischen 5 und 50 Nanometern zeigen wir, dass die Fließspannung und somit die Festigkeit ein Maximum bei einer Korngröße von 10 bis 15 Nanometern aufweisen. Dieses Maximum ist auf einen Wechsel im mikroskopischen Verformungsmechanismus von dislokationsvermittelter Plastizität im grobkörnigen Material zu Korngrenzgleiten im nanokristallinen Bereich zurückzuführen. Die Simulationen ermöglichen es uns, die Mechanismen hinter der Korngrößenabhängigkeit der Festigkeit von polykristallinen Metallen zu beobachten.