銅/鋁薄膜具有高強度、耐腐蝕以及良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電等優(yōu)良特性,在微納機電系統(tǒng)以及航空航天領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。關(guān)于銅/鋁薄膜力學(xué)性能的研究對銅/鋁薄膜的實際應(yīng)用有著非常重要的理論指導(dǎo)意義。本文主要應(yīng)用分子動力學(xué)方法研究溫度和保溫時間對銅/鋁薄膜界面擴散及力學(xué)性能的影響。同時,本文也研究了銅/鋁雙層膜以及多層膜的力學(xué)性能以及在原子尺度下塑性變形行為。本文的研究內(nèi)容主要從以下幾個部分展開:（1）研究保溫溫度和保溫時間對銅/鋁薄膜界面擴散和力學(xué)性能的影響以及拉伸溫度對銅/鋁薄膜力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示銅原子擴散到鋁薄膜的數(shù)目比鋁原子擴散到銅薄膜的多,銅原子能擴散到鋁薄膜的深處,鋁原子只在界面處擴散,鋁原子的擴散系數(shù)比銅原子的擴散系數(shù)大。當(dāng)保溫溫度較低時,銅鋁原子擴散較少,當(dāng)保溫溫度升高到800 K時擴散較好。隨著保溫時間的增加,過渡層厚度先增大后基本保持不變。保溫時間不宜過長或過短,當(dāng)保溫1.2 ns時,銅/鋁薄膜的力學(xué)性能最佳。拉伸溫度會影響銅/鋁薄膜的力學(xué)性能,屈服強度隨著拉伸溫度的降低而增大。（2）銅/鋁雙層膜單軸拉伸的研究結(jié)果表明:隨著層厚的減小,屈服強度先增大后降低,屈服強度的臨界尺寸是... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 納米薄膜的特點與研究現(xiàn)狀
    1.2 納米薄膜的研究方法
    1.3 納米薄膜的力學(xué)性能
        1.3.1 尺寸效應(yīng)
        1.3.2 塑性變形機制
    1.4 銅/鋁薄膜的焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究目的以及主要研究內(nèi)容
2 分子動力學(xué)模擬
    2.1 分子動力學(xué)方法概述
    2.2 分子動力學(xué)模擬的基本原理
        2.2.1 積分方程
        2.2.2 初始構(gòu)型和邊界條件
        2.2.3 勢函數(shù)
        2.2.4 溫度與壓力的控制方法
    2.3 缺陷分析方法
3 銅/鋁薄膜界面擴散過程的分子動力學(xué)模擬
    3.1 引言
    3.2 模擬過程與方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 溫度對銅/鋁薄膜界面擴散的影響
        3.3.2 保溫時間對銅/鋁薄膜界面擴散的影響
        3.3.3 保溫時間對銅/鋁薄膜拉伸力學(xué)性能的影響
        3.3.4 拉伸溫度對銅/鋁薄膜力學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 銅/鋁雙層膜的層厚對力學(xué)性能影響的分子動力學(xué)模擬
    4.1 前言
    4.2 模擬過程與方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        4.3.2 微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 位錯密度
    4.4 本章小結(jié)
5 銅/鋁多層膜的層厚對力學(xué)性能影響的分子動力學(xué)模擬
    5.1 前言
    5.2 模擬過程及方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        5.3.2 微觀結(jié)構(gòu)分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻
個人簡歷及在學(xué)校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3654440