納米壓痕/劃痕測試技術(shù)是材料微觀力學(xué)性能測試的主流技術(shù)之一,采用分子動力學(xué)手段解析納米壓痕/劃痕過程,可以研究材料在納米尺度下的力學(xué)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)其表面、亞表面微觀變形損傷的規(guī)律,揭示材料微觀尺度下力學(xué)響應(yīng)的新現(xiàn)象。近年來,作為壓痕/劃痕試驗測試手段的重要補(bǔ)充,納米壓痕/劃痕過程的分子動力學(xué)解析成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。材料的力學(xué)性能受多種因素影響,其中溫度是影響其力學(xué)性能的重要因素之一。就溫度因素對材料力學(xué)行為與損傷影響機(jī)制的研究,受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。但就典型單晶材料（如單晶硅、單晶銅）變溫條件下微觀力學(xué)性能演化機(jī)制的研究尚不夠深入,特別是缺乏是對低溫環(huán)境下典型單晶材料的微觀力學(xué)行為的研究。針對上述問題,論文在對國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述分析的基礎(chǔ)上,采用分子動力學(xué)方法分別建立了單晶硅納米壓痕模型和單晶銅納米劃痕模型,針對不同溫度條件下開展壓痕/劃痕響應(yīng)的分子動力學(xué)解析,研究了兩種典型單晶材料在不同溫度下的力學(xué)性質(zhì)、塑性變形、相變機(jī)制以及缺陷產(chǎn)生與演化等。論文的主要研究內(nèi)容如下:論文建立了單晶硅納米壓痕解析的三維分子動力學(xué)仿真模型,針對10、100、200和300K等溫度條件下... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 納米壓痕/劃痕測試技術(shù)對納米技術(shù)的重要意義
    1.3 納米壓痕/劃痕測試國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.3.1 納米壓痕/劃痕測試實(shí)驗研究
        1.3.2 納米壓痕/劃痕過程分子動力學(xué)研究
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 納米壓痕/劃痕過程的分子動力學(xué)建模
    2.1 分子動力學(xué)基本原理
        2.1.1 模擬系統(tǒng)勢函數(shù)的選取
        2.1.2 模擬系統(tǒng)系綜選擇
        2.1.3 系統(tǒng)運(yùn)動方程的建立及求解
        2.1.4 模擬體系的邊界條件
        2.1.5 其他條件的設(shè)置
    2.2 納米壓痕/劃痕分子動力學(xué)模型
    2.3 晶體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)分析技術(shù)
        2.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        2.3.2 結(jié)構(gòu)分析技術(shù)
    2.4 仿真及后處理方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 低溫單晶硅納米壓痕測試研究
    3.1 納米壓痕測試基本原理
        3.1.1 接觸剛度-接觸深度法
        3.1.2 壓入能量-接觸剛度法
    3.2 單晶硅納米壓痕仿真模型
    3.3 納米壓痕仿真結(jié)果分析
        3.3.1 單晶硅低溫下力學(xué)性質(zhì)
        3.3.2 單晶硅納米壓痕過程中相變行為
    3.4 其它參數(shù)對模擬結(jié)果的影響
        3.4.1 非周期邊界條件下的模擬
        3.4.2 無吸附作用下的模擬
    3.5 溫度對單晶硅各向異性性能的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 溫度對單晶銅納米劃痕過程影響的研究
    4.1 納米劃痕技術(shù)
        4.1.1 納米劃痕技術(shù)基本原理
        4.1.2 納米劃痕技術(shù)主要理論
    4.2 單晶銅納米劃痕仿真模型
    4.3 納米劃痕模擬結(jié)果分析
        4.3.1 單晶銅納米劃痕過程概述
        4.3.2 溫度對納米劃痕過程的影響
        4.3.3 溫度對劃痕材料力學(xué)性質(zhì)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及攻讀碩士學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：2965677