{10ī2}孪晶在协调密排六方金属的c轴方向上的应变具有重要意义。但目前有关{10ī2}孪晶形核和长大的机制仍存在争议。本文主要通过分子动力学模拟,探究了{10ī2}孪晶形核和长大的机制。首先,通过构建纳米结构镁,在单轴拉伸下发现{10ī2}孪晶倾向于在晶界处或裂纹尖端处非均匀形核。在{10ī2}孪晶形核过程中,发现了BCC中间相的存在。本文提出了一个基于BCC中间相的{10ī2}孪晶形核的简单几何模型。在这个模型中,{10ī2}孪晶形核主要机制是通过两层本征基面的交互滑移而形成BCC中间相,随后在新形成的基面上交互滑移,从而得到了{10ī2}孪晶形核过程中晶体转动的几何框架。通过对柱面/基面晶界的单轴拉伸,研究发现每个本征柱面上都存在两个阶错偶极子。这两个阶错偶极子中只有一个是{10ī2}孪晶的形核位点。当阶错偶极子激活时,孪晶沿着[101?0]方向生长。在阶错的滑移过程中,基体的柱面转换为孪晶的基面。基于阶错偶极子的结构分析,得出孪晶形核过程中的原子层滑移模式并不限制于单层原子的单独单向移动,实际原子移动策略为双层本征柱面的交互滑移和基面交互滑移同时进行。在这种原子位移策略下,可以很好的解释基面/柱面界面、基面不全位错等在实验中发现的常易伴随{10ī2}孪生形核和长大过程中存在的结构。此外,在多晶拉伸模拟中还发现了梯度纳米结构镁中,晶界迁移是协调塑性变形的一种重要机制。{10ī2}孪晶的晶界上广泛存在着基面/柱面晶界,且基面/柱面晶界在单轴拉伸下会发生晶界迁移。在这种晶界迁移过程中,又会有{10ī2}孪晶界的形核。由于{10ī2}孪晶和基面/柱面晶界在本质上都是<112?0>倾斜晶界,因此,通过构建一系列的<112?0>非对称倾斜晶界,试图对密排六方金属中的晶界迁移,以及{10ī2}孪晶形核和长大过程中的微观力学条件进行研究。通过构建将晶界迁移视作失稳现象的力学模型,研究发现纳米多晶金属中的晶界迁移是应力驱动。为了研究晶界取向和加载方向的影响,构建了晶界取向从0o到90o不等的多种几何模型,同时考虑了两种类型的单轴载荷,其载荷方向分别为平行和垂直于晶界。将力学模型的理论预测与分子动力学模拟结果进行了比较。结果表明,在两种载荷条件下,单轴应力驱动的晶界迁移（伴随{10ī2}孪晶界形成）只能发生在倾斜晶界取向差的一定范围内。引发晶界迁移的临界应变以非单调方式随晶界取向差而变化。所提出的模型为密排六方金属中晶界迁移提供了新见解。通过分子动力学模拟和连续介质力学模型,还发现了当跨越柱面/基面晶界的弹性能差的局部梯度或者其沿柱面/基面晶界的平均值急剧增加时,孪晶即会成核。可借助基于局部能量的描述获得孪晶在基面/柱面上形核的临界应变。这些结果表明,在单轴载荷下,对于密排六方金属中的{10ī2}孪晶在基面/柱面上的形核,晶界两侧弹性能差的梯度和弹性能差的空间平均值都可以作为物理指示量。根据模拟结果和力学模型,获得了基面/柱面上{10ī2}孪晶形核的位置和临界应变。