MARC

 008260126s2024        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)GeorgiaTech76929
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■0820  ▼a600
■1001  ▼aSi,  Yipin.
■24510▼aAtomistic  Modeling  of  Dislocation  Plasticity  in  Metals  and  Alloys
■260    ▼a[Sl]▼bGeorgia  Institute  of  Technology▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a111  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Zhu,  Ting.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Georgia  Institute  of  Technology,  2024.
■520    ▼aDislocations  play  a  crucial  role  in  the  plasticity  of  crystalline  solids.  Recent  studies  on  dislocation  processes  in  compositionally  complex  alloys,  also  called  high-entropy  alloys,  have  sparked  interest  in  quantitatively  determining  energy  barriers  of  dislocation  movements  in  metals  and  alloys.This  thesis  focuses  on  the  robust  and  efficient  quantification  of  energy  barriers  to  dislocation  motion  in  metals  and  alloys.  The  work  combines  advanced  computational  methods,  such  as  the  nudged  elastic  band  (NEB)  method  and  molecular  dynamics  (MD)  simulations,  to  investigate  rate-controlling  mechanisms  at  the  atomic  scale.The  research  begins  with  the  development  of  the  NEB  method  to  calculate  Peierls  barriers  for  dislocation  glide  in  face-centered  cubic  (FCC)  nickel,  identifying  how  these  barriers  decrease  with  increasing  shear  stress.  The  study  then  expands  to  model  dislocation-obstacle  interactions,  exploring  mechanisms  like  vacancy  cluster  cutting  and  cross-slip,  using  stress-controlled  and  strain-controlled  simulations  to  reveal  activation  energies  and  rate-limiting  processes.In  addition  to  atomistic  modeling,  the  thesis  presents  a  statistical  analysis  of  short-range  order  (SRO)  and  short-range  clustering  (SRC)  in  binary  and  ternary  alloy  systems.  This  analysis  demonstrates  how  alloy  structures,  such  as  NiCr  and  NiCrCo,  exhibit  SRO  and  SRC,  which  in  turn  affect  dislocation  glide  and  alloy  strength.Further,  the  thesis  evaluates  dislocation  glide  barriers  in  A600  alloys,  providing  detailed  insights  into  the  mechanical  behavior  of  these  complex  alloys  under  shear  loads.  Finally,  MD  simulations  of  dislocation  mobility  in  nickel  and  A600  reveal  how  mobility  and  threshold  stress  decrease  with  increasing  temperature,  highlighting  the  thermal  effects  on  alloy  performance.To  conclude,  this  thesis  has  developed    and  applied  advanced  computational  techniques  to  quantify  the  energy  barriers  and  dislocation  mobility  in  Ni  and  Ni-based  alloys.  These  results  offer  a  mechanistic  understanding  of  dislocation  motion  and  interaction  with  defects,  and  also  provide  quantitative  input  or  mechanistic  support  for  dislocation  dynamics  and  crystal  plasticity  modeling.  This  research  establishes  a  solid  foundation  for  future  research  into  the  rate-controlling  mechanisms  of  dislocation  motion  in  metals  and  alloys,  contributing  to  the  broader  field  of  materials  science.
■590    ▼aSchool  code:  0078.
■650  4▼aMetals
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aNickel
■650  4▼aAlloys
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■650  4▼aShear  strain
■650  4▼aShear  stress
■690    ▼a0791
■690    ▼a0794
■71020▼aGeorgia  Institute  of  Technology.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0078
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360403▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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