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摘要
从原子尺度探寻单晶铜在水介质参与下的纳米压痕实验过程中材料的塑性变形规律以及位错形核和缺陷演化过程。采用分子动力学方法，使用lammps进行水环境下单晶铜纳米压痕模拟，观察压头在加载和卸载过程中的原子瞬态图像，最后得出其压痕过程的载荷-位移曲线，探究其弹塑性变形规律；通过Ovito可视化软件观察单晶铜在纳米压痕过程中HCP晶格类型的铜原子结构，分析单晶铜内部位错演化的四个阶段，观察位错环的形核生长以及发射行为，探究不同位错环之间的形核演化异同，分析位错环的关联耦合效应。对比真空与水介质条件下二者的异同，结果表明，在加载过程中，水分子带走了单晶铜塑性变形的大部分能量，导致单晶铜的位错缺陷的种类和规模均会减小；在卸载过程中，由于水分子的残留，单晶铜表面更加粗糙，单晶铜亚表层的变形也更加严重。另外，不同位错环之间的演化过程较为相似，但压头下压深度越大，位错环的形核时间越滞后，位错规模越小。由此得出，在水环境中，材料的位错变形种类和规模都可以被有效地控制。
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