金属镁(Mg)及其合金是极具发展潜力的轻质金属材料,在工业中具有广阔的应用前景。然而,镁合金的密排六方晶体结构限制了可供位错运动的有效滑移系数量,导致其在室温下的塑性较差。相关研究证实,用具有良好塑性变形能力的纳米非晶相替代传统的晶界而得到的双相纳米镁合金具有较好的塑性。但是,非晶相在这一双相体系的变形过程中所扮演的角色尚不清晰,非晶相的引入对晶体相变形行为的影响也尚不明确。为了解决这一问题,我们构建了晶体/非晶双相镁合金纳米多层膜模型和预置裂纹的双相纳米镁合金模型,采用分子动力学模拟方法研究了非晶相厚度对双相纳米多层膜力学行为的影响,以及非晶相厚度和角度(拉伸方向与晶体/非晶界面法线方向的夹角)对位错与非晶相交互机制的影响,主要研究内容和结论如下:(1)在双相镁合金纳米多层膜模型中,非晶相厚度对晶体Mg的力学行为以及多层膜的变形机制有重要影响。当沿着[0001]晶向对多层膜进行拉伸时,随着非晶相厚度的增大,晶体相中的塑性变形机制由位错滑移和新晶粒的成核转变为不完全的基面/柱面(basal/prismatic,BP)转变,最后转变为完全的BP转变。晶体相中BP界面的成核应力随着非晶相厚度的增大而减小,厚度较大的非晶相促进了晶体相中BP界面的成核。与此同时,多层膜的变形机制由局部变形转变为均匀变形。当沿着[1 010]晶向对多层膜进行拉伸时,随着非晶相厚度的增大,变形机制几乎不发生变化,表明非晶相厚度对双相镁合金变形行为的影响依赖于晶体取向。(2)在预置裂纹的双相镁合金模型中,非晶相的厚度与角度是影响位错与非晶相交互机制的重要因素。在非晶相角度为0°的情况下,当非晶相厚度较小时,其对位错的阻碍能力较弱,位错可以穿过非晶相,变形由位错的成核和滑移所主导。当非晶相厚度达到2.0 nm这一临界厚度时,非晶相对位错运动的阻力增大,变形由新晶粒的成核和长大所主导。此外,随着非晶相的角度由0°增至90°,双相镁合金的变形机制由位错滑移转变为界面滑移,随后又转变为位错滑移,这归因于不同非晶相角度下准施密特因子的改变。