不同取向下单晶铁纳米线拉伸行为的模拟研究.pdf

第41卷第2 期2024年4月J.At.Mol.Phys.,2024,41:026006(9pp)不同取向下单晶铁纳米线拉伸行为的模拟研究原子与分子物理学报JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICSVol.41 No.2Apr.2024张诗雨，蒋更平，AIMANMukhtar，吴开明1.2（1.武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心国际钢铁研究院，武汉430 0 8 1；2.材谷金带（佛山）金属复合材料有限公司，佛山52 8 0 0 0）摘要：本文利用分子动力学模拟的方法研究了不同取向、尺寸和温度因素对单晶体心立方铁纳米线的拉伸变形行为的影响：铁纳米线轴向初始取向分别为、,模拟了不同温度(10 7 0 0 K）和不同尺寸范围（1.5 5nm）下的变形机制。研究结果表明取向、尺寸和温度会显著影响单晶体心立方铁纳米线的拉伸变形行为：分子动力学模拟结果表明，直径为2 nm的 铁纳米线在30 0 K的拉伸载荷下,主要通过李晶的模式发生变形，最后拉伸取向转变为.而在7 0 0 K下，铁纳米线的拉伸变形模式由滑移主导：不同初始取向在不同温度和尺寸下其变形机制截然不同，这导致了铁纳米线不同的力学性能，本文系统性地研究了在不同取向下的铁纳米线变形机制随尺寸和温度变化发生的转变：关键词：铁纳米线；拉伸变形行为；分子动力学模拟中图分类号：0 48 5A simulation study on the tensile behavior of single-crystalFe nanowires under different orientations文献标识码：AD01:10.19855/j.1000-0364.2024.026006ZHANG Shi-Yu,JIANC Ceng-Ping,AIMAN Mukhar,WU Kai-Ming-?(1.Collaborative Innovation Center for Advanced Steels,International Research Institute for Steel Technology,Wuhan 430081,China;2.Metals Valley and Band(Foshan)Metallic Composite Co.,Ltd.,Foshan 528000,China)Abstract:In this paper,the effects of different orientations,size and temperature factors on the tensile deforma-tion behavior of single-crystal body-centered cubic Fe nanowires were investigated using molecular dynamicssimulations.The initial axial orientations of the iron nanowires are,and,and the deformation mechanisms were simulated at different temperatures(10 700 K)and differentsize ranges(1.5 5 nm).The results show that orientation,size and temperature significantly affect the tensiledeformation behavior of single-crystal body-centered cubic Fe nanowires.Molecular dynamics simulationsshow that Fe nanowires with a diameter of 2 nm are deformed mainly through the mechanism of twinningunder tensile loading at 300 K,and finally the tensile orientation is transformed to.While at 700 K,the tensile deformation mode of Fe nanowires is dominated by slip mechanism.The deformation mecha-nisms of different initial orientations are very different at different temperatures and sizes,which leads to differentmechanical properties of Fe nanowires.In this paper,we systematically investigate the transformation of the de-formation mechanism of Fe nanowires under different orientations with the changes of size and temperature.Key words:Fe nanowires;Tensile deformation behavior;Molecular dynamics simulations收稿日期：2 0 2 2-0 9-0 8基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（2 190 52 15）作者简介：张诗雨（1995一），女，湖北武汉，硕士研究生，研究方向为分子动力学模拟E-mail：350 0 56 143 q q.c o m通讯作者：蒋更平.E-mail：G e n g p i n g j i a n g w u s t.e d u.c n026006-1第41卷1 引 言金属纳米线具有优越的电学、光学和力学性能，在纳米机械系统（NEMS）和微米机械系统（M EM S)中具有巨大的应用潜力1-3)其中，单晶铁纳米线以及其他金属纳米线具有良好的磁性，并且它在数据存储设备、生物医学和传感器等方面中有着良好的应用前景4-13。由于铁纳米线较大的表面积对体积比，力学行为会受到表面效应和尺寸效应的影响，这使它在结构和机械性能上与传统块状铁基材料有明显的区别当尺寸减小到纳米级时，表面效应会极大地改变物理现象，其屈服强度一般远高于传统块状材料另一方面，位错滑移和李晶变形是晶体材料中两种重要的变形机制，单晶纳米材料的变形行为在性质上与传统材料也有很大的区别14,15在纳米尺度上，除了尺寸因素，温度和取向因素对材料的变形行为也起着重要作用因此，为了进一步开发纳米线材料的潜在技术应用，了解单晶铁纳米线的力学性能是很有必要的。受限于实验手段和纳米线的尺寸限制，对铁纳米线直接进行观察和处理是非常困难的，这激发了人们使用分子动力学模拟的方法对纳米线进行模拟研究的兴趣16-19。到目前为止，已经有大量使用分子动力学模拟的方法对金属纳米线力学性能的研究成果，重点围绕了不同影响因素（尺寸、温度、取向、位错、成分）对变形机制和力学性能的影响如：Li等人 通过分子动力学模拟的方法对体心立方铁纳米线进行了试验，结果表明铁纳米线具有超弹性，在表面能的驱动下可以通过李晶变形显示超弹性，则显示了体心立方纳米线是纳米机电系统应用中的潜在候选材料：Cao20利用分子动力学的方法对体心立方铁纳米线进行了模拟试验，预测了单晶纳米线中的伪弹性行为，表明这种现象的主要变形机制是通过李晶和脱李晶使晶格重新定向，并且纳米线的几何形状为李晶的传播提供帮助Hu等人2 1利用嵌入原子法对体心立方单晶铁进行了模拟，发现不同晶体取向会产生不同的变形模式Healy等人2 2 使用分子动力学的方法模拟研究了体心立方铁纳米线中的拉伸一压缩不对称性，模拟结果发现这种不对称性是受取向和加载模式的影响，施加压缩载荷时，纳米线主要通过位错滑动发生变形，而在拉伸载荷下，纳米线主要通过李晶发生原子与分子物理学报变形Sainath等人2 3对不同尺寸的 方形体心立方铁纳米线的拉伸变形行为进行了分子动力学模拟：研究结果表明，杨氏模量和屈服应力随尺寸的增加而下降，变形机制受纳米线尺寸的影响Hagen等人2 4利用分子动力学的方法模拟了体心立方铁纳米柱压缩过程，发现取向会影响纳米柱的变形模式，温度会影响不同方向纳米柱的屈服应力Wang等人2 5对钨纳米线进行了分子动力学模拟，结果表明李晶是体心立方钨纳米线的主要变形机制，这种变形李晶是伪弹性的。Kong等人2 6 对银纳米线的研究结果表明，在较大的尺寸中主要由位错滑移控制其变形行为，较小尺寸下的塑性变形由层错和李晶主导，并且在更小的尺寸中没有发现位错Wang等人2 7 利用分子动力学模拟的方法对钼纳米线的变形机制进行了研究，研究结果表明纳米线的轴向取向和尺寸对塑性变形起着重要作用，并且屈服应力表现出强烈的尺寸依赖性Park等人2 8 表明，具有取向的镍纳米线在拉伸载荷下主要通过位错滑移而产生变形，而施加压缩载荷时，纳米线内部在变形的过程中有李晶出现Yue 等人2 9对尺寸为7 0 10 0 0 nm 的铜纳米线的变形行为进行了研究，证明了纳米线变形机制的转变，在尺寸大于150nm的铜纳米线中，变形机制由全位错的滑移控制，而在150 nm以下的纳米线中观察到了李晶.尽管已经存在关于铁纳米线力学性能和变形机制的大量研究，但目前仍缺乏对单晶铁纳米线在不同取向、温度和尺寸效应的系统性研究，尤其是不同变形机制（李晶和滑移)的原理，因此，本文通过使用分子动力学模拟的方法系统性地研究了铁纳米线拉伸变形行为的综合影响铁纳米线的直径范围为1.5 10 nm，模拟温度范围为107 0 0 K.本文涉及了五种不同的初始取向，分别为、.讨论了不同因素对铁纳米线应力应变行为和变形机制的影响。2模拟方法本文使用了LAMMPS分子动力学模拟软件模拟研究了不同温度、尺寸和取向下单晶体心立方铁纳米线的拉伸变形行为，构建了五种不同轴向取向的圆形截面的体心立方结构铁纳米线，其取向分别为：、初始态时纳米线晶格常数为2.8 553A，026006-2第2 期第41卷长径比为2：1，圆形截面的直径大小为1.510nm其铁原子之间的相互作用通过Mendelev等人开发的EAM势30 描述该EAM势能有效地模拟体心立方结构铁的实验晶格参数、弹性常数、点缺陷能等其他性质：为了模拟无限长的铁纳米线，将纳米线的轴向方向（Z方向)设定为周期性边界条件，而X和Y方向为自由表面在构建好铁纳米线初始模型后，通过共轭梯度法获得能量最小化的稳定结构.此后，使用NoseH o o v e r 控温算法和Parrinello-Rahman控压算法同时控制Z方向的长度和纳米线的温度经过6 0 10 0 ps获得驰豫到指定温度(10K、30 0 K、7 0 0 K)平衡态下的铁纳米线此后，锁定纳米线 Z方向的长度，只使用 Nose Hoover热浴进行控温10 0 2 0 0 ps.最终在指定温度下以110 s的恒定应变率逐渐沿着Z方向增加模拟盒尺寸，实现对铁纳米线加载拉伸载荷.受限于分子动力学的模拟效率，该应变率远高于一般宏观实验中所采用的值本文中运用到的分子动力学模拟运动方程的求解采用VelocityVerlet算法，时间步长为5fs使用可视化软件OVI-TO31对铁纳米线的原子构型进行分析，使用公共近邻分析方法（CNA）对原子进行着色，同时借助Stukowski和Albe开发的位错提取算法32(DXA)对结构进行位错和缺陷分析.3模拟结果与讨论3.1应力应变关系为了研究温度对单晶体心立方铁纳米线拉伸行为的影响，模拟了在不同温度下的拉伸过程。图1显示直径为2 nm的 铁纳米线分别在300K和7 0 0 K下进行拉伸的应力应变曲线从图1中可以看出，与块体材料类似，所有铁纳米线都是先经历了初始弹性变形阶段待应力增长到峰值时，纳米线发生屈服，导致应力突然下降.而塑性变形阶段的应力应变行为则取决于温度。具有 取向的铁纳米线的变形行为在低温和高温下有着明显的区别在30 0 K的温度下，铁纳米线经过初始弹性变形阶段后，应力突然下降至某一平台，产生了塑性变形在这一平台期下应力应变曲线以振荡的形式逐步降低直至达到某一突变点此后应力突然线性增加，产生了第二个高峰且该峰的高度要高于初始屈服点的高度.而在7 0 0 K的温度下，铁纳米线在经过屈服张诗雨，等：不同取向下单晶铁纳米线拉伸行为的模拟研究强度弱于30 0 K时的值d=2nm,10-8-(ede)ssans6-420-0.0图1直径2 nm，铁纳米线在30 0 K和7 0 0K时的拉伸应力应变曲线Fig.1 Tensile stress-strain curves of Fenanowires with a diameter of 2 nm at 300 Kand 700 K实验和模拟研究表明，取向因素显著影响单晶体心立方金属的变形模式2 7.33。在30 0 K下，不同取向的体心立方铁纳米线直径同一为2 nm.具有、取向的铁纳米线在拉伸模拟下获得的应力应变曲线如图2 所示，具有不同取向的体心立方铁纳米线的拉伸变形特征显示出明显差异，由于其各向异性，不同取向的铁纳米线在弹性变形阶段的特征不同其中，取向的铁纳米线有着最大的弹性变形范围（屈服应变约为0.17）和最高的屈服强度(17.8 4 GPa)其屈服点的强度从大到小的排序依次为、和 取向均出现了一段低应力平台，随后应力突然增加导致第二应力峰值的出现而未观察到具有、取向的铁纳米线出现第二应力峰值，在这一阶段，应力持续下降并且波动较大，直至应力下降为零每个取向表现出的延展性各不相同，其中尽管有着最高的屈服强度，但表现出最低的延展性（断裂时对应的应变约为0.32).图3显示了温度为10 K，在不同直径大小下铁纳米线施加拉伸载荷的应力应变曲线.与前文介绍的应力应变行为类似，铁纳米线首先经历了弹性变形阶段，屈服后，随后在低026006-3第2 期点后，应力应变曲线以更大的幅度振荡衰减至零，但未观察到平台期和第二轮的高峰且受温度影响，高温软化了铁纳米线，这导致了其屈服点的300K700K.0.20.4Strain0.60.81.0第41卷2015-(edd)ssa.ns10-5-00.0图2 直径2 nm，温度30 0 K，、取向下铁纳米线的拉伸应力应变曲线Fig.2 Tensile stress-strain curves of Fe nanowireswith a diameter of 2 nm in orientations of，,，,at 300 K应力下发生塑性变形：从图中可以观察到尺寸因素对铁纳米线塑性变形行为的影响显著其中直径为1.5 nm和4 nm的 铁纳米线都出现了第二应力峰值，在其他尺寸中没有观察到类似变形行为而图中高度重叠的弹性变形阶段曲线，则显示尺寸因素对纳米线的杨氏模量和屈服应变的影响并不明显，T=10 K,1412-(edd)sa.ns108-6-4-200.0图3温度10 K，铁纳米线在直径范围为1.5至5nm时的拉伸应力应变曲线Fig.3Tensile stress-strain curves of Fenanowires with diameters ranging from 1.5 to 5nm at 10 K3.22铁纳米线变形机制图1-3表明了温度、尺寸和取向等因素对铁纳米线应力应变曲线的影响，尤其是塑性变形阶原子与分子物理学报d=2 nm,T=300 K段下的差异为了揭示这一差异的成因，本文分0.20.4Strain0.20.4Strain第2 期析了 的铁纳米线在30 0 K和7 0 0 K温度下拉伸过程的原子构型基于此分析的结果发现，在不同温度下，体心立方铁纳米线的拉伸变形机制分为李晶和位错滑移：图4显示了直径为2 nm的 体心立方铁纳米线在30 0 K下的拉伸变形行为初始无缺陷铁纳米线通过李晶生成而发生塑性变形（图4b），这导致了峰值应力的突然下降（图1）随后在拉伸的作用下，李晶界沿着铁纳米线的长度方向（Z轴)扩张，李晶区域逐渐增0.60.8d1.5nmnmnmnmnm0.60.81.01.0大李晶通过沿李晶边界附近的（112）平面重复滑动1/6 部分位错而生长，李晶生长的过程对应于应力应变曲线中流动应力平台区域（图1），流动应力应变约为0.1 0.4.当李晶边界通过运动扩展到整条纳米线时，纳米线完成重新定向此时铁纳米线的取向变为 从原子结构图中(图4d)可以清楚地看到，重新取向后的 铁纳米线是没有缺陷的，在持续的拉力作用下，铁纳米线再次发生弹性变形，这对应到应力应变曲线中的第二个线性弹性变形阶段（图1)经过第二次弹性变形后，具有 取向的铁纳米线通过滑移发生塑性变形，随后发生了颈缩，导致了其在较高应变下的失效。类似的，在图5中，我们比较了在7 0 0 K下对直径为2 nm的 铁纳米线进行拉伸的变形过程，与低温下结果所不同的是，其变形机制出现了明显的颈缩现象，这是由于位错滑移导致的，在8=0.0 8 时，原本无缺陷的 铁纳米线产生了1/2 的全位错，进而发生屈服，这导致应力突然的下降（图1）在图5b中可以观察到位错（绿色线条)的形成：在拉伸的作用下，位错首先在具有高自由能的表面形核，并向纳米线内部扩展，最终在另一端的表面消失：图5b中截面图内的红色原子区域显示了由位错导致的原子位置混乱随着应变的增大，位错沿滑移面运动，这导致了最终位错的灭由于位错滑移变形机制的主导，在铁纳米线上产生了明显的颈缩，并在颈缩处观察到了滑移台阶。应力应变曲线中应力波动幅度大是源于位错的成核、滑动和灭最后在拉力的作用下，铁纳米线的上下两部分沿着滑移面作相反方向的滑动运动，并增大颈缩直至失效整个过程中，主要受位错滑移变形机制主导，并未观察到铁纳米线的重新取向行为。026006-4第41卷张诗雨，等：不同取向下单晶铁纳米线拉伸行为的模拟研究个第2 期(a)=0.00(b)e=0.11(c)=0.20(d)=0.42(e)=0.68图4在30 0 K下，直径2 nm的 单晶体心立(a):=0.00方铁纳米线在拉伸载荷下的变形过程（为拉伸应变大小，下一行为对应的截面图。使用CNA方法对原子进行了着色）Fig.4 Deformation of single-crystal body-centered cubic Fe nanowires with a diameter of2 nm under tensile loading at 300 K(8 is thetensile strain,and Figures in the bottom are thecross-section view.The atoms are marked viaCNA methods)结合图1、图4和图5可以比较两种不同变形模式的差异。如果拉伸变形机制由李晶主导，在应力应变曲线中一般会观察到流动应力平台，并且伴随有第二个弹性应力峰值的出现。这通常表明整条纳米线发生了重新取向2 3,2 7。另外，由位错滑移主导的拉伸变形行为，应力应变曲线中则一般会表现出大幅度振荡并且持续降低的特征2 7。同时不同温度的结果表明，温度的升高，通常也伴随着变形机制有一个李晶到滑移的转变过程.3.3铁纳米线变形机制从 铁纳米线李晶到滑移的转变过程及其不同失效原理的研究出发，我们系统性地研究了不同取向下（、）的铁纳米线在不同温度和尺寸下的失效过程统计结果如图6 ae 所示，图6 a显示了 铁纳米线可以具备李晶和滑移两种不同的变形机制对某一尺寸的 铁纳米线，在低温下为李晶变形机制，高温下则由滑移(b)=0.08图5在7 0 0 K下，直径2 nm的 单晶体心立方铁纳米线在拉伸载荷下的变形过程（8 为拉伸应变大小，下一行为对应的截面图使用CNA方法对原子进行了着色）Fig.5 Deformation of single-crystal body-centered cubic Fe nanowires with a diameter of2 nm under tensile loading at 700 K(s is thetensile strain,and Figures in the bottom are thecross-section view.The atoms are marked viaCNA methods)机制占主导地位随着铁纳米线尺寸的增加，纳米线的转变温度也随之增加而对于直径在3nm及以上的铁纳米线而言，未观察到李晶机制到滑移机制的转变，即所有温度下，变形机制均由李晶主导对此我们比较了直径分别为2 nm和4nm的 铁纳米线在10 K和7 0 0 K下的应力应变曲线，如图6 f所示从曲线中可以清楚地分辨铁纳米线的不同变形机制与小尺寸(2 nm)有所不同，当直径增大为4nm时，在10 K和7 0 0 K下均出现了第二应力峰值，这表示铁纳米线由于李晶的成核而导致的重新取向后再一次发生了弹性变形，从应力应变行为中观察到的结果和对拉伸过程原子构型的研究分析结果都表明在所有温度下变形模式均由李晶主导。与之相反，直径为2 nm的 铁纳米线在低温和高温下分别由李晶和滑移机制所主导，对 铁纳米线的研究表明，其拉伸变形机制主要由位错滑移主导，如图6 b所示其中，026006-5(c)=0.30(d):=0.50第41卷在低温（10 K)和较大的尺寸（直径为3.5 5nm）中，铁纳米线发生屈服后，在塑性变形阶段出现了大量的位错，在其他尺寸和温度的情况下并没有观察到这一现象如图7 所示，显示出了直径为5nm的 铁纳米线在拉伸过程中内部出现的不同类型位错成核、滑动和灭的过程。图6 c为 111取向的变形机制统计图，在750(a)600450300-15001750(c)6004503001500(e)750600-450300原子与分子物理学报所有温度下未观察到纳米线内部的位错和李晶成核，而是两个相邻滑移面的相对滑移控制着所有铁纳米线的拉伸变形过程，与尺寸和温度无关。图6 d则标出了 取向上的李晶和滑移两种不同的变形机制模拟结果表明，直径在2 nm以上的铁纳米线在所有温度下的变形机制主要由李晶控制，而在直径为1.5nm的铁纳米线中未观察750(b)slip600-Lwinning450-300-150023Diameter(nm)slip23Diameter(nm)slip第2 期110)slipdislocation4541750(d)600-slip450-300-150-0-(f)1412-(ed)10-)ssa.ns86223Diameter(nm)34Diameter(nm)d=4 nm:d-2 nm:410K10K5twinning5700K700K150-0-图6（a-e)在、不同取向下，铁纳米线变形机制随尺寸和温度变化的统计图，（f)直径为2 nm与4nm的 铁纳米线在10 K和7 0 0 K下的拉伸应力应变曲线Fig.6(a-e)Statistical graphs of the deformation mechanism of Fe nanowires with size and temperature un-der different orientations of,and.(f)Tensile stress-strain curves of Fe nanowires with diameters of 2 nm and 4 nm at 10 K and 700 K1twinning223Diameter(nm)45026006-60.00.20.4Strain0.60.81.0第41卷到有李晶的生成，拉伸变形过程主要由滑移控制.温度的升高或降低没有改变同一尺寸下铁纳米线的拉伸变形机制：图6 e为 取向变形机制统计图，同样包含了李晶和滑移两种主要变形机制与取向不同，铁纳米线在低温下主要通过李晶的成核和生长发生变形，而在高温下变形机制由滑移主导：换句话说，在同一个尺寸下，随着温度的升高，变形机制出现了由李晶到滑移的转变前人的研究报告中表明在没有初始缺陷的体心立方金属结构中，李晶更容易在低温和高应变率下出现341对于在低温下容易出现李晶的这一现象是因为位错运动所需应力随温度的变化在体心立方金属中，完全位错运动所需应力随温度的降低而增加，比部分位错运动所需应力增加得更快35因此，李晶在低温下更容易成核.(a)=0.12(b)=0.20图7 直径为5nm的 铁纳米线在10 K下拉伸过程中出现的位错（上一行为纳米线原子构型的截面图，下一行为对应的位错分布图，8为拉伸应变大小，绿色线条为1/2 位错，洋红色线条为 位错，蓝色线条为位错，红色线条为其它类型的位错）Fig.7The snapshots of cross-section（u p p e r)a n dthe corresponding dislocations profiles(bot-tom)in Fe nanowires with a diameterof 5 nm during stretching at 10 K(s is the ten-sile strain,the green line is 1/2 dis-location,the magenta line is disloca-tion,the blue line is dislocation,andthe red line is other types of dislocation)张诗雨，等：不同取向下单晶铁纳米线拉伸行为的模拟研究(c)=0.30(d)=0.40026006-7第2 期4 结 论本文采用分子动力学模拟的方法对单晶体心立方铁纳米线的拉伸变形行为进行了研究，并且综合性分析了温度、尺寸和取向因素对铁纳米线拉伸应力应变行为和变形机制产生的影响，得到如下结论：在所有的模拟结果中，拉伸变形首先经历了初始弹性变形阶段，待应力增长到峰值时，纳米线发生屈服，随后在低应力下发生由李晶或位错滑移控制的塑性变形而塑性变形阶段的应力应变行为和变形机制取决于温度在30 0 K下，直径为2 nm的 铁纳米线拉伸变形机制由李晶主导经过屈服点后的应力突然下降，随后在应力应变曲线中表现出一定应变范围的流动应力平台在拉力的作用下，纳米线经过重新取向后发生了二次弹性变形，同时在应力应变曲线中显示出第二应力峰值由于铁纳米线中的李晶变形机制而导致了李晶区域内的重新取向，最终铁纳米线取向从 转变为.而在7 0 0 K下，位错滑移机制控制着直径为2 nm的铁纳米线的拉伸变形过程铁纳米线在经过屈服点后，应力应变曲线以更大的幅度振荡衰减至零，但未观察到平台期和第二轮的高峰。受温度影响，高温下(7 0 0 K)屈服点的强度低于低温(30 0 K)时的值，同时也显示出了高温下铁纳米线的低延展性。此外，由于体心立方铁的各向异性，不同取向下的铁纳米线在弹性变形阶段表现不同的特征.其中，和 取向发生了二次弹性变形，但、和 取向未出现第二应力峰值。在塑性变形阶段中，不同取向的铁纳米线表现出不同的延展性，其中 取向具有最大的弹性变形范围和最高的屈服强度，但其延展性是最低的还观察到尺寸因素对铁纳米线塑性变形行为的影响也十分显著，但在10 K的温度下，尺寸因素对杨氏模量和屈服应变的影响并不明显，在不同温度和尺寸的情况下，对不同取向的铁纳米线的拉伸变形机制进行的系统性研究结果表明，铁纳米线的拉伸变形行为由位错滑移控制，温度为10 K时，在直径超过3.5nm的铁纳米线中观察到大量位错，而在其他尺寸和温度的情况下未观察到这一现象而取向在所有温度和尺寸范围内的拉伸变形主要通过第41卷滑移控制，变形机制与尺寸和温度无关铁纳米线在直径为3nm以下的尺寸中出现了李晶到滑移的转变过程，低温下铁纳米线由李晶机制控制塑性变形，高温下则由滑移机制控制变形过程，且变形机制转变温度随铁纳米线尺寸的增加而增加而直径在3nm及以上时，李晶机制在所有温度下都占主导地位 铁纳米线在同一尺寸中，变形机制不受温度的影响，直径在2 nm及以上的铁纳米线在所有温度下主要通过李晶机制发生变形，而直径为1.5nm的铁纳米线的拉伸变形过程主要由滑移控制 铁纳米线的变形机制受温度因素影响，在低温下由李晶控制变形，而高温下变形机制由滑移主导。参考文献：1Li S,Ding X,Deng J,et al.Superelasticity in bccnanowires by a reversible twinning mechanism 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