本文關鍵詞：石墨基底上金屬納米薄膜去濕和脫附的分子動力學研究　出處：《湘潭大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 去濕 分子動力學模擬 納米薄膜 石墨

【摘要】：目前,固態(tài)基底上薄膜的去濕潤行為已經得到了廣泛的理論和實驗研究,得到了許多有意義的研究結果。而不同的薄膜材料,如水分子,高分子聚合物,金屬等,由于不同的原子結合特征和表面特性,其去濕潤行為表現(xiàn)出了明顯的差異。金屬薄膜因其具有高表面能,低粘性系數(shù),長程相互作用力等特點使其在固態(tài)基底表面動力學演化的去濕潤和脫離行為明顯不同于水分子和高分子有機聚合物等軟物質材料。一般來講,納米薄膜在固態(tài)基底表面的動力學演化過程不僅與環(huán)境的溫度和壓力等因素有關,而且與納米薄膜的厚度,尺寸,甚至形狀等參數(shù)也有關。近年來,探討納米薄膜的去濕潤行為與這些因素的依賴關系是納米材料研究領域的熱點問題。本文采用分子動力學的方法研究了金屬Pt納米薄膜在固態(tài)石墨基底表面的動力學演化過程。通過構建石墨基底上不同層數(shù)的金屬Pt圓盤納米薄膜,探討金屬納米薄膜在固態(tài)基底表面的去濕以及脫附的動力學演化過程對薄膜初始厚度、溫度以及基底層數(shù)等的依賴關系。我們的研究結果表明,在一定的溫度條件下,不同初始厚度的Pt納米薄膜存在不同的去濕現(xiàn)象。由于Pt原子層和石墨基底之間有較強的相互作用,層數(shù)較小的納米薄膜在去濕過程中會形成納米空洞,并且完全脫離基底表面需要較高的溫度;而層數(shù)較大的納米薄膜的去濕過程則從薄膜邊緣開始收縮,直到最終形成納米液滴,以一定的速度脫離基底表面。進一步的研究表明,隨著金屬納米薄膜初始層數(shù)的增加,液滴脫離基底表面的速度先增大后減小,這一結果我們通過去濕過程中金屬的表面能和金屬與基底之間的相互作用能之間的競爭關系進行了理論分析。此外,我們還通過比較Au和Pt的圓盤納米薄膜的去濕和脫附過程,探究金屬薄膜與基底間的粘滯耗散對液膜去濕的影響。這些研究結果不僅對于理解其他金屬納米薄膜在固態(tài)基底表面的動力學演化過程具有理論意義,而且對于金屬鍍膜,表面清潔,器件表面去濕等工業(yè)生產過程具有一定的現(xiàn)實意義。
[Abstract]:At present, the film on the solid substrate to wet behavior has been extensive theoretical and experimental research, obtained many significant research results. But the different film materials, such as water molecules, polymers, metals, due to the different atomic binding characteristics and surface properties, the wetting behavior to show obvious because of the differences. The metal film with high surface energy, low viscosity, long range interaction characteristics in the evolution of the surface of the solid substrate to the dynamics of wetting and detachment act is different from the water molecules and the polymer polymer soft materials. Generally speaking, the evolution of nano film dynamics in the surface of the solid substrate process not only with the environment factors such as temperature and pressure, and the nano film thickness, size, and shape parameters are also relevant. In recent years, to investigate the nano thin film to wet line As a dependent relationship with these factors is a hot topic in the research field of nano materials. In this paper, by the method of molecular dynamics study of metal Pt nano films in the evolution kinetics of solid state graphite substrate surface. By constructing the graphite substrate of different layers of metal nano film thickness of Pt disc, the desorption kinetics of metal nano film on solid substrate the surface of the wet and the evolution process of the initial film, temperature dependence and substrate layers. Our results show that under certain temperature conditions, Pt nano films with different initial thickness of different dewetting. Due to the strong interaction between Pt atom layer and the graphite substrate, nano thin film layers the smaller will form nano void in the dewetting process, and completely detached from the substrate surface requires high temperature and large number of nanometer thin films; The dewetting process from the film edge began to shrink, until the final formation of nano droplets, to a certain speed from the surface of the substrate. Further research showed that with the increase of the initial number of nanometer metal film, droplet detachment surface velocity increases first and then decreases, the results we go by the competition between the interaction between surface in the process of wet metal and metal substrate can be analyzed. In addition, we also compared Au nano film through the disk and Pt to wet and desorption process, effects of viscous dissipation of metal between the film and substrate of the film to wet. These results not only for the understanding of other metals nano film evolution dynamics in the surface of the solid substrate process has theoretical significance, but also for the metal coating, surface cleaning, surface of the device to damp the industrial production process has a certain current Real meaning.

【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383

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本文編號：1385176