Emergence of near-boundary segregation zones in face-centered cubic multi-principal element alloys
晶界已经被证明对相对简单的材料如单原子金属和二元合金的行为有显著的影响。与多主元素合金相关的化学复杂性增加被假设为导致新的晶界现象。为了探索晶界结构和化学之间的关系，在这些材料中，混合分子动力学/蒙特卡罗模拟的一个多面的11<110>倾斜边界，选择样本高，低能量的边界配置，进行面心立方CrFeCoNiCu和CrFeCoNi等原子合金。意外的富集铁被发现在面心立方区域附近的接口，并发现与结构不同的区域减少原子体积。与单原子Cu中相同类型的边界比较表明，在更简单的系统中也存在改变的近边界区域，多主元素合金的化学复杂性突出了它的存在和重要性。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Rotation-limited growth of three dimensional body-centered cubic crystals
根据经典的晶粒生长定律，晶粒生长是由表面能的最小化驱动的，并且将继续直到单个晶粒占优势。这些定律没有考虑到晶格的各向异性和晶粒之间质量的微观重排的细节。在这里，我们考虑粗化的体心立方多晶材料在三维使用相场晶体模型。我们观察到作为淬火深度的函数，在晶粒旋转停止和生长停滞的状态与晶粒通过相邻晶粒的晶格的旋转和对齐通过聚结而迅速粗化的状态之间的交叉。我们发现，晶粒的单位体积变化的晶粒旋转遵循幂律的指数为$-1.25$。标度指数与基于位错守恒的理论考虑是一致的。
2015-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Deformation behaviour of body centered cubic Fe nanowires under tensile and compressive loading
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了<110>体心立方（BCC）Fe纳米线在拉伸和压缩载荷下的变形行为.采用嵌入原子方法（EAM）势描述原子间相互作用。模拟在10 K下进行，恒定应变速率为$1\times10^{8}$ $s^{-1}$。结果表明，在拉伸和压缩载荷下的变形机制显着不同。在拉伸载荷下，变形以全位错滑移为主，而在压缩载荷下，变形以孪晶为主。体心立方Fe纳米线形变机制中的拉压不对称性归因于{112}面上1/6部分位错的孪晶-反孪晶不对称性<111>。进一步解释了拉伸时位错堆积和压缩时孪晶生长的机制。
2014-09-11 cond-mat.mtrl-sci
High Pressure Thermoelasticity of Body-centered Cubic Tantalum
本文采用线性缀加平面波（LAPW）和混合基赝势方法，从第一性原理出发，研究了体心立方（bcc）钽在400GPa以下、10000K以下的热弹性问题。电子激发的自由能的贡献包括从能带结构，和声子的贡献包括使用粒子在一个细胞（PIC）模型。计算出的弹性常数同意与现有的超声波和金刚石压砧细胞的数据在低压下，和冲击数据在高压下。剪切模量$c_{44}$和各向异性随着压力的增加而改变，这是由于电子拓扑转变。我们发现，温度对弹性常数的主要贡献来自于热膨胀系数。PIC模型结合快速自洽技术被证明是一个易于处理的方法来研究热弹性。
2001-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio modeling of the energy landscape for screw dislocations in body-centered cubic high-entropy alloys
在传统的体心立方（bcc）金属中，螺旋位错的核心性质在低温下的塑性形变中起着关键作用。近年来，具有体心立方晶体结构的难熔高熵合金（RHEAs）受到了广泛关注。然而，与面心立方高熵合金（HEAs），有少得多的调查bcc HEAs，特别是在这些多主元素合金中的化学短程有序（SRO）对位错迁移率的可能影响。本文利用密度泛函理论研究了MoNbTaW RHEAs合金中位错核的分布特性，以及SRO对位错核特性的影响。发现RHEA的芯能平均值大于相应的纯组分bcc金属的芯能平均值，并且对SRO的程度相对不敏感。然而，SRO的存在被证明有很大的影响，缩小的位错芯能量的分布和减少的空间异质性的位错芯能量在RHEA。有人认为，HEAs的机械行为的后果是在能量景观的位错，这可能会不均匀地抑制他们的运动的变化。
2020-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Plasticity of Body-Centered-Cubic Crystals with Non-Schmid Effect
体心立方（BCC）晶体中的塑性形变在各种长度尺度的工程和制造环境中具有至关重要的意义。大量的实验和原子模拟BCC晶体显示，经典的晶体塑性模型与施密德定律是不足以解释异常塑性形变经常发现在这些晶体。在本文中，我们解决了一个连续力学处理的异常塑性体心立方晶体表现出非施密德效应，灵感来自最近报道的原子模拟。具体而言，异常功能的塑性流动的单晶本构模型，涉及两个非施密特投影张量广泛接受代表非滑移分量的施加应力张量一起解决。此外，一个有代表性的BCC单晶（钽）的建模结果，并在一系列低温下的实验数据进行比较，以提供物理洞察这些晶体中的变形机制与非施密德效应。
2017-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of strain and temperature on the threshold displacement energy in body-centered cubic iron
阈值位移能（TDE）是将原子从其晶格位置位移所需的最小量的动能。的TDE的大小显示显着的变化作为一个功能的结晶方向，系统温度和施加的应变，在各种其他因素。确定TDE的准确值以计算由于给定辐照条件引起的位移总数，从而了解材料对辐照的响应是至关重要的。在这项研究中，分子动力学模拟已经进行了计算的体心立方铁作为应变和温度的函数的阈值位移能。随着施加的应变，观察到高达约14 eV的TDE的减少。温度从300 K增加到500 K可以导致TDE增加高达约9 eV。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Effects of applied strain on radiation damage generation in body-centered cubic iron
体心立方（BCC）铁的辐射损伤已被广泛研究的计算机模拟量化的影响，温度，撞击粒子的能量，和外来粒子的存在。然而，有限的调查已经进行了机械应力和应变的影响。在反应堆的环境中，结构材料往往是机械应变，并扩大了解这种应变如何影响缺陷的产生可能是重要的预测在这种条件下的微观结构演变和损伤积累。在这项研究中，我们进行了分子动力学模拟，其中各种类型的均匀应变施加到BCC Fe和缺陷产生的影响进行了检查。据发现，体积守恒的剪切应变产生的缺陷通过在BCC铁级联的稳定数量没有统计上显着的变化。然而，发现导致体积变化的应变对缺陷产生显著影响。
2014-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Edge Dislocations Can Control Yield Strength in Refractory Body-Centered-Cubic High Entropy Alloys
能源效率正在推动对新型高温金属的研究。一些新的基于难熔元素（Cr-Mo-Nb-Ta-V-W-Hf-Ti-Zr）的体心立方无规多组分“高熵合金（HEAs）”在高温下具有优异的强度，但这种优异性能的物理根源尚不清楚。在这里，我们表明，使用集成的中子衍射（ND），高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），和理论，NbTaVTi合金和一种新的高强度/低密度CrMoNbV合金的高强度和强度保持归因于刃位错。这是令人惊讶的，因为普遍认为BCC元素金属和稀合金中的塑性流动是由螺旋位错控制的。我们使用的洞察力和理论进行计算引导的搜索超过$10^7$ BCC HEAs和识别超过$10^6$可能的超强高温合金成分，为未来的探索。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci
The Competition Between Deformation Twinning and Dislocation Slip in Deformed Face-Centered Cubic Metals
本研究提出一种基于动力学蒙特卡罗模拟的方法，预测面心立方金属变形中形变孪晶与位错滑移竞争的介观演化，并推导出考虑变形历史的解析模型与竞争参数，扩展了形变孪晶理论并应用于晶体塑性模型。
2022-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Large-scale atomistic simulation of dislocation core structure in face-centered cubic metal with Deep Potential method
Northeastern University（东北大学）
本文利用基于DFT数据训练的深度势方法，大规模模拟面心立方铜的位错芯结构，获得其能量，并通过Peierls模型验证，可扩展至含缺陷位错，为DFT级大规模位错模拟开辟道路。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of a wide variety of linear complexions in face centered cubic alloys
线性络合物是最近在体心立方铁基合金中发现的沿位错分布的缺陷态。在这项工作中，我们使用原子模拟来扩展这一概念，并探索面心立方合金中位错处的分离驱动的结构转变。我们确定了各种稳定的，纳米尺度的结构和化学状态，这是有限的位错附近，可以被归类为线性络合物。根据合金系统和热力学条件，这些新状态可以保留、部分修改或完全取代它们产生的原始缺陷。通过考虑不同的温度和组成，我们构建了类似于体相图的线性肤色图，定义了肤色形成的重要条件，同时还指定了预期的肤色大小和类型。这里预测了几种值得注意的新肤色类型：（1）在Ni-Fe、Ni-Al和Al-Zr中由L12相组成的纳米颗粒阵列，（2）在Cu-Zr中用由来自Cu 5 Zr金属间相的（111）平面组成的层状络合物替代堆垛层错，（3）在Al-Cu中由二维Guinier-Preston区组成的片状阵列，（4）Al-Cu-Zr三元合金中同时存在Guinier-Preston区和L12相的多个线性配合物。所有这些新的复合态都有望改变材料特性，影响位错本身的稳定性，为未来的材料设计提供独特的机会。
2019-11-18 cond-mat.mtrl-sci
New approach to model the yield strength of body centered cubic solid solution refractory high entropy alloys
采用一种简单的拟合方法，对Al-Hf-Nb-Mo-Ta-Ti-V-Zr系体心立方（bcc）固溶体高熵合金的压缩屈服强度进行了模拟。提出了屈服强度可以用一个多项式来模拟，其中可以使用实验数据来找到多项式系数。结果表明，该多项式能较好地模拟固溶体合金的屈服强度。利用该多项式预测了Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-V-Zr系RHEAs的强度。据观察，该系统内的合金的屈服强度增加与添加Mo和Zr和Ti的添加而降低。此外，该模型预测的屈服强度增加的值的价电子浓度（VEC）和原子尺寸差（ASD）。虽然开发的多项式不考虑合金的强化机制，它可以被认为是一个简单的方法来评估固溶体RHEAs的强度。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Growth of different faces in a body centered cubic lattice: a case of the phase-field-crystal modeling
晶体生长的界面能和动力学系数强烈地依赖于晶格面。为了研究不同晶面的动力学各向异性和速度，我们使用双曲（修改）相场晶体模型，该模型考虑到原子密度（作为慢热力学变量）和原子通量（作为快热力学变量）。该模型涵盖了凝固过程中小驱动力和大驱动力下界面传播的缓慢和快速机制。以体心立方晶格侵入均质液体为例，研究了推进波前沿选定晶向传播的动力学机制。得到的速度和速度序列为不同的面孔与已知的结果进行了比较。
2020-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Stacking fault energy of face-centered cubic metals: thermodynamic and ab initio approaches
面心立方（fcc）和六方密堆积（hcp）结构之间界面的形成能是使用热力学计算确定fcc金属和合金的堆垛层错能（SFE）的关键参数。平面断层能量对超临界流体的贡献通常与体积部分的贡献具有相同的数量级，因此缺乏关于它的精确信息可能成为热力学预测的限制因素。在这里，我们区分了共格fcc（111）/hcp（0001）界面的实际界面能和进入SFE热力学表达式的“伪界面能”。利用第一性原理计算，我们确定了六种元素金属（Al，Ni，Cu，Ag，Pt和Au）和三种顺磁性Fe-Cr-Ni合金的共格和赝界面能。我们的研究结果表明，这两个界面能显着不同。我们观察到一个强烈的化学依赖的界面能。计算的Fe-Cr-Ni钢的赝界面能与文献数据吻合较好。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Explanation of the discrepancy between the measured and atomistically calculated yield stresses in body-centered cubic metals
我们提出了一个介观模型，解释了实验测得的屈服应力BCC金属在低温和典型的Peierls应力由孤立的螺旋位错的原子模拟确定的两个到三个差异的因素。该模型涉及一个Frank-Read型源发射位错，这些位错在距离源一定距离处变成纯螺旋，并且由于它们的高Peierls应力，控制其操作。然而，由于发射的位错之间的相互作用，由非螺旋位错和螺旋位错组成的组可以在比单个螺旋位错的滑移所需的应力低约2至3倍的施加应力下移动。
2006-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Cluster Expansion model for random and ordered magnetic face-centered cubic Fe-Ni-Cr alloys
利用涵盖二元和三元合金组态的DFT数据，建立了三元面心立方Fe-Ni-Cr合金的磁团簇展开（MCE）模型。使用此MCE模型哈密顿量，我们进行蒙特卡罗模拟，并探讨在整个范围内的合金成分的合金的磁结构，考虑随机和有序的合金结构。在无规合金中，磁共线约束的去除减少了总磁矩，但不影响合金采用低温铁磁配置的组合物的预测范围。在有序fcc Fe-Ni化合物与Cr合金化过程中，Cr原子倾向于取代Ni而不是Fe原子。在具有高铁含量的合金中用Cr替代Ni提高了合金的居里温度。这可以通过强反铁磁Fe-Cr耦合来解释，类似于在bcc Fe-Cr溶液中发现的，其中居里温度增加，通过模拟预测为Cr浓度的函数，通过实验观察证实。
2015-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Trial of a search for a face-centered-cubic high-entropy alloy superconductor
以发现面心立方（fcc）高熵合金（HEA）超导体为目标，我们开展了含Nb或Pb多元合金的材料研究。虽然一些含Nb样品的X射线衍射（XRD）图谱显示出主要的fcc相，但在3K以下没有观察到超导信号。用X射线能谱仪分析发现，所有样品都是多相的，但发现了几个新的含Nb的HEA相的存在。据证实，含Pb的HEA或四元合金的合成将是困难的，可能是由于组成元素之间的晶体结构和原子半径的大的差异，低的反应温度和合成中缺乏快速冷却过程。尽管在这项研究中的负面结果，一些线索的改进策略，寻找一个面心立方HEA超导体。此外，我们的研究结果是有用的基础数据，为未来的HEA预测或含Nb或Pb的多组分合金的相关系的研究的基础上的CALPHAD（计算相图）方法。
2020-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Transformation-mediated twinning governs plasticity in body-centered cubic nanocrystals under extreme loading
University of West Bohemia in Pilsen（西波希米亚大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）
研究揭示了体心立方纳米晶在极端加载下塑性行为由相变介导的孪生路径主导，挑战了传统塑性变形理论。
2026-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of Superconductivity at ~ 30 K in Compressed Body-Centered Cubic Yttrium
利用从头算方法，我们研究了压缩体心立方（bcc）钇中的电子-声子相互作用，该钇被预测在280 GPa下是稳定的[Melsen等，Phys.Rev.B48，15574（1993）]。我们发现，体心立方结构的压缩钇具有较大的电子-声子耦合（λ =1.8），导致超导转变温度T_c ~ 30 K或更高。我们的结果表明，大的电子-声子耦合是由于晶格硬化。
2006-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Applied Machine Learning to Predict Stress Hotspots I: Face Centered Cubic Materials
我们通过整合基于全场晶体塑性的变形模型和机器学习技术来研究单轴拉伸变形下多晶材料中应力热点的形成，以获得有关微观结构特性的数据驱动见解。合成的3D微观结构被创建为代表普通铜合金的单相等轴微观结构。采用基于图像的快速傅里叶变换（FFT）技术，结合率敏感晶体塑性模型，对单轴拉伸变形进行了三维全场模拟，得到了局部微观力学场（应力和应变率）。应力热点被定义为具有高于应力分布的第90百分位的应力值的晶粒。然后，使用反映局部结晶学、几何学和连通性的度量来表征热点邻域。该数据用于创建输入特征向量，以训练随机森林学习算法，该算法预测将成为应力热点的晶粒。我们能够实现0.74的接收操作特性曲线（ROC AUC）下的面积为面心立方材料建模通用铜合金。结果显示了机器学习方法应用于多晶晶粒网络的能力和局限性。
2018-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Impact of magnetism on screw dislocations in body-centered cubic chromium
用从头计算方法研究了磁性对体心立方铬中螺位错性质的影响。螺旋位错伯格斯矢量1/2 111和100被认为是，实验观察表明两个滑移系的活动。在低温下，铬在100个方向上具有接近反铁磁性的磁序，其中1/2111不是周期性矢量。因此，当剪切晶体时，具有Burgers矢量1/2 111的位错产生磁故障，这限制它们共存并成对移动，导致解离的111超位错。另一方面，100是铬的磁序的周期性矢量，并且当100个位错滑移时不产生这样的磁断层。位错性能计算的磁有序和非磁性相的铬进行比较。我们报告的边际影响的磁性的结构特性和能量的位错滑移系统。在{110}面中，与位错滑移相反的Peierls能垒对于1/2 111 {110}和100 {110}滑移系统是相当的，在铬的磁有序相中具有较低的Peierls应力。
2021-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Effect of twin boundaries on the strength of body-centered cubic tungsten nanowires
孪晶界（TB）被认为是位错运动的障碍，并增加金属的强度。在这里，我们报告了TB降低体心立方（BCC）钨（W）强度的异常现象。采用化学气相沉积法制备了无位错、具有（121）孪晶面的[1-11]取向W纳米线。在原位拉伸测试内的透射电子显微镜进行单晶和孪生W纳米线。孪晶W纳米线的断裂强度为13.7 GPa，比单晶W纳米线的断裂强度（16.3 GPa）低16%。结合原子分辨率表征和原子模拟揭示了TB的弱化机制。孪晶W纳米线失败的早期成核的裂纹在TB与表面的交叉点。由于W中的高Peierls势垒和层错能阻碍了位错的形核和滑移，因此位错/TB相互作用的标准强化机制在W中不起作用。这些研究结果提供了一个新的洞察TB的BCC金属的力学性能的影响。
2022-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Activation entropy of dislocation glide in body-centered cubic metals from atomistic simulations
本文通过机器学习原子间势计算铁和钨中螺位错扭折对成核的激活吉布斯能，发现激活熵基本恒定，并据此建立与实验一致的热激活屈服应力模型，质疑经典势模拟中熵效应被高估的问题。
2025-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Computational investigation of plastic deformation in face-centered cubic materials
基于平衡模型，考虑晶格变形缺陷的基本性质，建立了面心立方（FCC）材料塑性形变的数学模型。该模型是基于一个系统的常微分方程（ODE）占各种机制的产生和消灭的变形缺陷，为不同的外部条件。内部开发的软件，SPFCC（面心立方滑移塑性），被用来解决常微分方程组。实现的代码有效地解决了刚性ODE系统，并提供了一个用户友好的界面，在FCC材料的塑性形变的各种功能的调查。在恒应变速率的情况下，对面心立方金属的塑性形变进行了模拟。通过实验数据与模拟结果（应力-应变曲线）的对比，验证了模拟结果的正确性。
2013-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Data-driven body-centered cubic phase prediction in cobalt free high-entropy alloys
本文利用机器学习和数据增强技术，通过六个半经验参数预测无钴高熵合金的体心立方相稳定性，准确率达84%。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Shuffling mode competition leads to directionally-anisotropic mobility of faceted Σ11 boundaries in face centered cubic metals
刻面晶界可以以有趣和意想不到的方式迁移。例如，观察到多面的α 11<110>倾斜晶界表现出强烈依赖于迁移方向的迁移率值。为了了解这种方向性各向异性的流动性是否是一种普遍现象，并隔离这种行为的机械解释，分子动力学模拟的双晶体下演化的人工驱动力被用来研究界面迁移的范围内的边界平面倾角和温度在多个面心立方金属（铝，镍，铜）。我们发现，方向各向异性的迁移率是活跃在这些边界的大部分在镍和铜，因此应该影响多晶材料的粗化。另一方面，没有观察到这样的各向异性中的任何Al边界，表明这种行为是材料依赖性的。小平面边界的迁移是通过在小平面节点和不相称的边界平面小平面处的转换事件来完成的，这被称为洗牌模式。已经确定了三种主要的洗牌模式，即肖克利洗牌、滑移面洗牌和无序洗牌。从前两个有序模式的第三个无序模式的转变被认为是负责减少或消除方向各向异性的流动性，特别是在最高温度下研究。
2020-09-15 cond-mat.mtrl-sci
A 3D phase field dislocation dynamics model for body-centered cubic crystals
在这项工作中，我们提出了一个三维相场位错动力学（PFDD）模型的体心立方（BCC）金属。该模型配方扩展到占的Peierls障碍线字符的位错的依赖。模拟属于$\left\{110\right\} \left<111\right>$滑移系的位错环的膨胀与分子静力学（MS）模拟直接比较。扩展的PFDD模型能够捕捉到MS模拟预测的位错环扩展的显着特征。该模型也被应用到模拟运动的直螺旋位错通过扭结对运动。
2019-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Face centered cubic and hexagonal close packed skyrmion crystals in centro-symmetric magnets
Skyrmions是盘状物体，通常在二维系统中形成三角形晶体。这种情况类似于准二维超导体的所谓“煎饼涡旋”。层状中心对称材料中Skyrmion盘或饼状Skyrmion堆积的方式由层间交换决定。无偏蒙特卡罗模拟和简单的稳定参数显示面心立方和六方密堆积的skyrmion晶体的层间交换的不同选择，除了传统的三角形晶体的skyrmion线。此外，一个不均匀的电流诱导的煎饼skyrmions的滑动运动，表明他们的行为作为有效的中尺度粒子。
2018-02-13 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Mapping rules from nodal line semimetal to topological crystalline insulator in face centered cubic lattice
研究了在面心立方系统中，当引入自旋轨道耦合（SOC）时，在拓扑指数不能表示的结线半金属相中出现何种拓扑晶体绝缘体相.我们构造了一个包含两种不同节线相位的有效模型，并通过引入SOC计算了其中的镜像陈数，结果发现具有不同节线组态的两个节线相位映射到不同拓扑的晶体绝缘体相位.这一结果表明，关闭SOC和检查节点线配置可以区分两个拓扑晶体绝缘体相，这是以前的方法没有区分。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical antiferromagnetism of ordered face-centered cubic Cr-Ni alloys
本研究通过半局域密度泛函理论发现富Ni有序Cr-Ni合金具有反铁磁性，明确了局域磁矩优化对CrNi₂形成的促进作用，并用海森堡哈密顿量解释其磁性机制，同时探讨了温度相关磁性情形及对商用和高熵合金的意义。
2022-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Gaussian approximation potentials for body-centered-cubic transition metals
我们使用高斯近似势框架开发了一组元素V，Nb，Mo，Ta和W的机器学习原子间势。该电位对弹性、热、液体、缺陷和表面性质显示出良好的精度和可转移性。所有的潜力都增加了准确的排斥势，使它们适用于辐射损伤模拟涉及高能碰撞。我们详细研究了熔化和液体性质，并使用电位为所有五种元素提供高达400 GPa的熔化曲线。
2020-10-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Linear complexions directly modify dislocation motion in face-centered cubic alloys
线性络合物是在位错存在下形成的缺陷相，因此有希望用于直接控制塑性。在这项研究中，原子模拟被用来模拟线性复杂的影响，基于位错的机制，塑性，表现出独特的行为，不同于经典的位错滑移机制。线性复合物赋予更高的电阻的位错运动的开始和继续相比，在这里研究的所有的面心立方合金的固溶体强化，与确定的线性复合物类型的确切的强化水平。堆垛层错线性复杂性赋予最显着的强化效果，作为位错核心是离域的，和启动的塑性流动需要一个位错成核事件。纳米颗粒和血小板阵列线性络合物通过充当位错的钉扎位点而赋予强化，其中位错通过弯曲机制一次一个地解除钉扎。对于纳米颗粒阵列，即使障碍物不穿过滑移面，而是仅通过修改位错的应力场而相互作用，也会发生这种情况。在目前的工作中观察到的弯曲模式出现类似于传统的奥罗文弯曲周围的经典沉淀物，但在一些重要的方式取决于肤色类型不同。作为一个整体，这项研究表明，线性复杂的微观结构工程，可以允许创建新的塑性形变机制和极端强度的合金是一个独特的工具。
2023-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Deformation and dislocation evolution in body-centered-cubic single- and polycrystal tantalum
提出了一种基于物理信息的连续晶体塑性模型，用于阐明体心立方（bcc）钽的变形机制和位错演化，该钽被广泛用作机械和热极端条件下的关键结构材料。我们表明，我们的统一的结构建模框架通知介观位错动力学模拟能够捕获的显着特征的钽在准静态（10 $^{-3}$ s $^{-1}$）极端应变率（5000 s $^{-1}$），并在室温和更高（873 K）在单晶和多晶水平的大非弹性行为。我们还提出了我们的模型在材料中的微观结构演变的预测能力。为此，我们在单晶水平上研究位错相互作用对滑移活动、不稳定性和应变硬化行为的影响。在此基础上，对多晶钽试样应变过程中的织构演化和位错密度增长进行了非原位测量。数值模拟结果也支持我们的建模框架是能够捕捉的主要特征的多晶行为在广泛的应变，应变速率和温度。在单晶和多晶水平的理论，实验和数值计算结果提供了关键的洞察底层的微观和宏观的响应和它们之间的关系，在这一类重要的耐火体心立方材料进行严重的非弹性变形的物理图片。
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Normal Emission Study on Body-Centered-Cubic Ni
给出了体心立方Ni薄膜的第一次法向发射实验结果，并与面心立方Ni薄膜的结果进行了比较。它与能带结构计算的一致性，补充了我们以前对体心立方Ni磁性的研究结果，从电子学角度证实了自然界中不存在的Ni亚稳相的成功外延。
2005-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Design of Face Centered Cubic Co81.8Si9.1B9.1 with High Magnetocrystalline Anisotropy
基于Co9B原子团簇（多面体）结构设计的面心立方（FCC）Co_（81. 8）Si_（9. 1）B_（9. 1）合金，尽管其成分接近于玻璃态合金，但仍成功地合成出单相薄带。这些丝带，与晶粒大小约。92 nm，表现出极高的延展性和沿（111）的强取向，这与形状各向异性相结合，导致与富Co Co-Pt纳米薄膜相当的高磁晶各向异性，室温下的矫顽力为430 Oe，矩形度为0.82。根据实验电子结构讨论了该相的稳定性和磁性行为。这项工作不仅开发了低成本的钴基材料的硬磁应用，但也扩展了原子团簇模型开发的金属玻璃到新的晶体材料的设计。
2019-02-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Face-centered cubic crystallization of atomistic configurations
我们解决的问题是否三维晶体是经典的多体能量的最小化。这个问题是概念上的相关性，因为它提出了一个重要的里程碑，朝着理解，在原子水平上，现象，如熔化或塑性行为。我们描述了一组旋转和旋转不变的两体和三体能量，使得所有n粒子配置中每个粒子的能量最小值收敛到面心立方（fcc）晶格中每个粒子的能量趋于无穷大。证明涉及面心立方晶格的对称性的仔细分析。
2014-07-02 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.AP
Designing cobalt-free face-centered cubic high-entropy alloys: A strategy using d-orbital energy level
针对含钴高熵合金不适用于核应用的问题，提出利用d轨道能级等六个参数设计无钴面心立方高熵合金，并通过实验验证，发现d轨道能级是决定相稳定性和力学性能的关键因素。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Computation of 3D Band Structure and Density of States (DOS) of 14 Face Centered Cubic (FCC) Crystals using Pseudopotentials
本文基于Cohen-Bergstresser与Monkhorst-Pack方法开发计算程序，实现了14种面心立方晶体的三维能带结构和态密度计算。
2023-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The effect of normal stress on stacking fault energy in face-centered cubic metals
George Mason University（乔治梅森大学）
研究通过DFT计算分析正常应力对FCC金属中位错堆垛故障能的影响，发现压缩应力增加稳定和不稳定堆垛故障能，拉应力则降低，且DFT结果与部分势函数预测不符，需改进势函数以准确表征应力效应。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of the structural, elastic and dislocation properties of body-centered cubic refractory HfNbTaTiZr high entropy alloy
本文通过第一性原理研究体心立方HfNbTaTiZr高熵合金中1/2<111>螺位错核心的多样性，揭示其与化学短程有序的关联，为调控难熔合金塑性机制提供新思路。
2024-05-04 cond-mat.mtrl-sci
FFT-based investigation of the shear stress distribution in face-centered cubic polycrystals
金属中非线性效应的发生，如塑性和损伤，强烈地受晶粒水平上的非均匀应力分布的影响。本文研究了作为塑性形变临界驱动力的滑移系中剪切应力的局部应力分布。特定的晶粒取向相对于负载方向进行了研究，在线性弹性制度，并在初始塑性形变的基础上的一个大的合奏微观结构。发现单晶的弹性各向异性对应力分布的分散有至关重要的影响，而在相应的晶体方向上的杨氏模量支配晶粒中的平均应力。它进一步表明，对于更高的各向异性，剪切应力偏离正态分布，更好地近似对数正态拟合。比较全场模拟的最大熵方法（MEM），揭示了MEM提供了一个很好的预测的第二个统计时刻的线弹性范围。在剪切应力的空间分布的研究中，晶界被确定为一个区域的显着的应力波动，并作为在弹塑性转变过程中屈服的起点。
2022-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Non-linear jog-dragging effect on the mobility law of edge dislocations in face-centered cubic nickel
本研究通过分子动力学模拟，提出一种三段式运动率模型，描述FCC镍中带扭折刃位错的非线性热激活拖拽效应，为位错动力学模拟提供物理上可解释的参数化方法。
2025-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Stable nanofacets in [111] tilt grain boundaries of face-centered cubic metals
结合原子模拟与透射电子显微镜，研究揭示 Cu 的 [111] 倾斜晶界中存在能量稳定的纳米刻面，并预测 Al、Ag 中也有同类现象。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Metastable cubic and tetragonal phases of transition metals predicted by density-functional theory
通过密度泛函方法，我们系统地研究了24种过渡金属在体心四面体结构（bct）中可能存在的亚稳相，包括面心立方（fcc）和体心立方（bcc）几何构型。共36个结构不符合平衡相被发现最小化的总能量的bct自由度。其中，Sc，Ti，Co，Y，Zr，Tc，Ru，Hf，Re，Os和bct Zr与$c/a=0.82$的fcc结构被认为是亚稳态的。这些预测的相位中有八个是从各自的压力-温度相图中未知的。可能的方法来稳定预测的亚稳相的说明。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Induced Structural Competitiveness and Metastability of Body-centered Cubic Iron under Non-Equilibrium Conditions
本研究通过ab initio计算揭示，在非平衡高温条件下，BCC铁因能量下降、声子稳定及高振动熵而具有结构竞争性与亚稳性，为理解地球内核及实验中的铁相变与凝固提供了理论框架。
2024-12-31 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Experimental evidence of a body centered cubic iron at the Earth's core condition
地球内核中铁的晶体结构仍然存在争议。最近的实验表明，六方密堆积（hcp）相。在模拟中，人们普遍认为hcp-Fe在内核压力和相对较低的温度下是稳定的。然而，在高温下，一些研究表明在内核条件下存在体心立方（bcc）相。我们在激光加热的金刚石池中，用微观结构分析和$\textit{in-situ}$ x射线衍射相结合的方法，研究了铁在200万大气压以上（> 200 GPa）和5000 K以上高温下的晶体结构。实验证据表明，在堆芯压力和高温下出现bcc-Fe，在压力-温度空间中从约95 $\pm$ 2GPa和2986 $\pm$ 79 K到至少222 $\pm$ 6 GPa和4192 $\pm$ 104 K的hcp-bcc转变线。的稳定性场的趋势意味着一个稳定的bcc-铁在地球的内核的条件下，包括解释地球的内核的地震各向异性的强有力的候选人的影响。
2018-04-13 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Ideal Intersecting Nodal Ring Phonons in a Body-Centered Cubic C$_{8}$
碳是宇宙中最基本的多功能元素，具有丰富的同素异形相，其中大多数具有重要的拓扑费米子。在这项工作中，我们确定了一个独特的拓扑声子相位在一个现实的碳同素异形体的体心立方结构，称为bcc-C $_{8}$。我们通过对称性论证和有效模型分析表明，在不同的平面上存在三个相互垂直的交叉声子节环。交叉的声子节环由时间反演和反转对称性保护，其将相应的Berry相位转换为$π$的整数倍。与电子系统不同，由于缺乏自旋-轨道耦合，bcc-C $_{8}$中的声子节环保证保持无隙。投影在bcc-C $_{8}$的半无限（001）和（110）面上的几乎平坦的鼓面表面态清晰可见。我们的研究结果不仅发现了有前途的节环声子在碳同素异形体，但也提供了新兴的途径，探索拓扑声子以外的费米子电子在碳同素异形结构的吸引力的功能。
2018-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of deformation and annealing twinning on the microstructure and texture evolution of face-centered cubic high-entropy alloys
研究了等原子态CoCrFeMnNi高熵合金（HEA）在变形和退火过程中激活的物理机制对显微组织和织构演变以及力学性能的影响。采用冷轧和退火相结合的方法来研究HEA的变形、恢复、部分再结晶和完全再结晶状态。通过电子背散射衍射、透射电子显微镜和X射线衍射进行了详细的微观结构和织构分析。使用单轴拉伸试验评价机械性能。本次调查的一个具体重点放在研究变形和退火孪晶对材料行为的影响。结果表明，在冷轧变形过程中，孪晶促进了Cu型织构向Cu型织构的转变，而退火孪晶则对再结晶过程中形成的织构产生强烈的改性作用。实验和元胞自动机模拟结果证实了特定孪晶取向的形成和再结晶织构的随机化。在冷轧和退火材料的拉伸过程中，观察到高的加工硬化性。我们将这种行为主要归因于平面位错滑移的主导地位和动态恢复的趋势降低，因为观察到变形孪晶仅在非再结晶晶粒中激活，因此对整体塑性的贡献最小。详细讨论了形变/退火孪晶与材料行为的关系。
2017-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Deformation behaviour of body centered cubic iron nanopillars containing coherent twin boundaries
采用分子动力学模拟研究了孪晶界对体心立方铁纳米柱形变行为的影响。垂直于加载方向引入了从1到5个不等的孪晶界，提供8.5 - 2.8 nm范围内的孪晶界间距。模拟结果表明，体心立方铁中孪晶界在拉伸和压缩变形过程中起着不同的作用。在拉伸变形过程中，观察到一个大的降低屈服应力相比，完美的纳米柱在孪生纳米柱。然而，屈服应力仅表现出边际变化相对于孪晶界间距。相反，在压缩变形过程中，屈服应力随着孪晶界间距的增加而降低。这种对比行为源于屈服和随后的塑性形变过程中的操作机制的差异。已经观察到，拉伸载荷下的变形主要由孪晶生长机制主导，由于孪晶界提供了一个可以忽略不计的阻力，孪晶部分的滑移。这反映在屈服应力作为孪晶界间距的函数的变化可以忽略不计。另一方面，在压缩载荷下，变形主要是由全位错的形核和滑移。孪晶界提供了一个强大的排斥力，导致在屈服应力依赖于孪晶界间距的全位错。此外，已经观察到弯曲的孪晶界可以作为全位错的源。对拉伸变形过程中孪晶间相互作用和压缩变形过程中位错与孪晶间相互作用的发生进行了讨论。
2016-11-17 cond-mat.mtrl-sci
The Evolution of Magnetism in Iron from the Atom to the Bulk
采用基于密度泛函理论和实空间赝势的第一性原理数值计算方法，研究了含20 ~ 400个原子的铁团簇的磁矩演化.三个家庭的集群进行了研究，其特征在于原子的排列：二十面体，体心立方原子网站为中心，体心立方原子之间的桥梁为中心的两个相邻原子。我们发现，整体减少的磁矩的集群的大小增长对散装限制。具有刻面表面的团簇的磁矩低于具有类似尺寸的其他团簇。结果，观察到磁矩以非单调方式作为尺寸的函数减小，这解释了在低温下进行的测量。
2006-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Body-Centered Cubic Iron above 200 Gigapascals
本研究通过金刚石对顶砧加压与欧洲X射线自由电子激光探测，在200 GPa以上、铁熔点附近观测到熵稳定的体心立方相，挑战了地核条件下铁相图的现有认知。
2025-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Instability of the Body-Centered Cubic Lattice within the Sticky Hard Sphere and Lennard-Jones Model obtained from Exact Lattice Summations
通过在立方晶格矢量中引入一个参数，得到了从体心立方（bcc）晶格到面心立方（fcc）晶格重排的一条光滑路径。其结果是，我们得到的解析表达式的格总和的内聚能。这是由Lennard-Jones（LJ）相互作用势和粘性硬球（SHS）模型与$r^{-n}$长程吸引力项。通过根据贝塞尔函数的快速收敛系列进行展开，这些格和被评估到计算机精度。应用整个范围的SHS和LJ势的晶格参数表明，体心立方相是不稳定的（或最好的亚稳）对变形成面心立方相。即使使用更精确的电势，例如氩或铬的扩展LJ电势，bcc相仍然不稳定。这有力地表明，周期表中几种元素的低温体心立方相的出现是由于原子相互作用中高于两体力的作用。
2021-07-23 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Understanding the atomically precise evolution of the miscibility of newly prepared face-centered cubic W-Cu nanoalloys and its asymmetry
本研究利用原子尺寸选择团簇束流源制备FCC W-Cu纳米合金，结合实验与DFT揭示不对称混溶规律及相互应变降表面能机制。
2025-08-29 cond-mat.mtrl-sci
