1、Project #3 on Molecular Dynamics Simulations FCC 金属中的面 缺陷 FCC 晶体 中， 密排 面为 111，它既 是滑 移面 也是 共格孪 晶面 。 孪晶关 于这 个面成 镜面 对称 。 111 的另一 种面 缺陷 是 层错。 层错 有两 种， 本征 (intrinsic) 和非 本征 (extrinsic) 。抽出一 层 原子形 成本 征层 错， 插入 一层原 子形 成非 本征 层错 。需要 注意 的是 ，低 能量 层错都 可以 由该 面上 的剪切 (shearing) 操作 得到， 比如 本征 层错 就是 将某层 原子 上方 所有 的原 子整
2、体 移动 1 112 . 6 层错是密 排面上 的原子 错 排， 层 错能 (SFE) 是材 料的本征 属性 ， 可度量 晶面滑移 发生 的难 易。 接下来我 们将运 用 LAMMPS 计算 FCC 金属 Cu 和 Al 的层 错能和 孪晶 形成能。 层错和 孪晶的构 型由其 他代码 生 成，LAMMPS 通过 read_data 命令 读取构 型， 进行计算 。 例如， 计算 Cu 中层 错的 输入文 件 in.isfCu 如下： units metal boundary p p p atom_style atomic read_data isf-Cu region middle block
3、 INF INF INF INF INF 87.659 units box group middle region middle pair_style eam/alloy pair_coeff * * jin_copper_lammps.setfl Cu min_style sd minimize 1.0e-8 1.0e-8 10000 10000 compute 3 all pe/atom compute 4 all ke/atom compute 5 all coord/atom 3.0 dump 1 middle custom 1 dump.atom id xs ys zs c_3 c_
4、4 c_5 dump_modify 1 format “%d %16.9g %16.9g %16.9g %16.9g %16.9g %g“ run 0 shell mkdir isfCu_dump shell mv dump.atom isfCu_dump/dump.atom variable E equal pe print “- ISF in Cu, E = $E -“ (a) (b) (c) (d) 图1 (a) Cu 中的 ISF 层错; (b) Al 中的 ISF 层错；(c) Cu 中的孪晶； (d) Al 中的孪晶 层错能 和孪 晶形 成能 可由 下式计 算得 到： 0 ( )/ EE A = 其中，E 为 引入 层错或 孪 晶后的 体系 的能 量，E0 为完整晶 体体 系的 能量 ，A 为层错 面或 孪晶 面 的面积 。如下是 EAM 模型计算 所得的 Cu 和 Al 的 层错能 和孪 晶形 成能 ： Table 1 Fault energies calculated with LAMMPS
