摘要: 纳米压痕技术在研究纳观尺度的金属材料的力学性能上应用广泛。传统认为，金属材料在纳米压痕作用下产生pop-in后的应力值瞬间提高是由于金属基体pop-in过程中存储的弹性能的瞬间释放所致，即所谓的“over-shoot”过程。利用分子动力学方法模拟α纯铁表面的纳米压痕过程，通过计算得到了[001]晶向在纳米压头作用下的“pop-in”过程以及随后的“over-shoot”过程。结果显示，宏观应力曲线的pop-in过程的微观机制是瞬间形成的局部高密度位错网结构，这种结构是由大量的不同位向1/2[111]位错以及其相互交割运动反应生成[001]位错组成，局部位错密度高达1.3*10¹⁷/m²，位错网结构特征与实验一致；“over-shoot”过程中，1/2[111]位错由于[001]位错的阻碍作用而使整个位错网处于动态热平衡状态。这种平衡态的位错网说明了α纯铁在纳米压痕下的“over-shoot”是一种弹性过程。