納米多晶金剛石的硬度比單晶金剛石的硬度更高,有望在超高壓裝置等高應(yīng)力條件下被廣泛使用。因此,研究納米多晶金剛石的塑性形變及相應(yīng)機(jī)制等科學(xué)問題引起了人們的極大興趣。本文采用分子動力學(xué)方法,通過構(gòu)建不同納米多晶金剛石材料模型,模擬了剛性壓頭壓入納米多晶金剛石材料表面的情形,得到了加載力隨壓痕深度變化的關(guān)系曲線。通過分析納米多晶金剛石在壓頭加載下的微結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,揭示了納米多晶金剛石在剛性壓頭加載下的塑性形變機(jī)制,得到了晶粒尺寸及溫度、孿晶界厚度、對稱傾斜晶界等因素對納米多晶金剛石硬度及塑性形變的影響規(guī)律。本文的主要工作如下:1.研究了不同晶粒尺寸(2 nm,5 nm,7 nm和10 nm)的納米多晶金剛石在球狀剛性壓頭加載下的硬度及塑性形變機(jī)制,得到了在不同溫度(300,700,1100和1500K)下納米多晶金剛石的硬度和塑性形變機(jī)制。2.研究了不同納米孿晶金剛石模型(NTD-i,i=3,6,12,24,36和48)在維氏壓頭加載下的硬度及塑性形變機(jī)制,預(yù)測了納米多晶金剛石硬度隨孿晶尺寸減小的變化規(guī)律。3.研究了具有不同對稱傾斜晶界(θ=12.69°,28.07°,36.87°,53.1...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 納米多晶金剛石概述
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義
2 計(jì)算過程和方法
    2.1 分子動力學(xué)模擬方法
        2.1.1 基本原理
        2.1.2 邊界條件
        2.1.3 勢函數(shù)
        2.1.4 系綜
        2.1.5 微結(jié)構(gòu)分析方法
    2.2 模型的建立
        2.2.1 納米多晶金剛石模型
        2.2.2 納米孿晶金剛石模型
        2.2.3 多晶金剛石中的對稱傾斜晶界模型
3 計(jì)算結(jié)果與討論
    3.1 晶粒尺寸和溫度對納米多晶金剛石塑性形變機(jī)制的影響
        3.1.1 晶粒尺寸的影響
        3.1.2 納米多晶金剛石塑性形變機(jī)制
        3.1.3 溫度對納米多晶金剛石壓痕的影響
    3.2 孿晶界對納米多晶金剛石硬度和塑性形變機(jī)制的影響
        3.2.1 硬度和孿晶界的關(guān)系
        3.2.2 位錯(cuò)行為和孿晶界的強(qiáng)化作用
        3.2.3 孿晶界的軟化作用
    3.3 對稱傾斜晶界角對納米多晶金剛石塑性形變機(jī)制的影響
        3.3.1 對稱傾斜晶界角對納米多晶金剛石硬度的影響
        3.3.2 對稱傾斜晶界對位錯(cuò)行為的影響
        3.3.3 對稱傾斜晶界中的原子無序化行為
        3.3.4 對稱傾斜晶界對彈性回復(fù)的影響
4 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號：3793197