本文選題：分子動力學(xué) + 粘著��； 參考：《表面技術(shù)》2017年08期

【摘要】：目的為提高微納米器件的接觸性能。方法在考慮粘附力單晶銅基體彈塑性形變,及忽略各向異性影響的條件下,基于分子動力學(xué)法,采用混合勢函數(shù)(EAM和Morse)和Verlet算法,動態(tài)模擬了探針與單晶銅基體的粘著接觸與分離過程,對接觸與分離過程的接觸力進(jìn)行了分析。通過計算原子中心對稱參數(shù),描述了接觸區(qū)域的原子破壞和遷移軌跡的變化情況。結(jié)果在下壓接觸中,因接觸力不斷增加,接觸區(qū)域兩側(cè)相繼出現(xiàn)滑移帶,并向兩側(cè)方向逐漸擴(kuò)張,且滑移帶與探針下壓方向成45?,分離后,受基體彈塑性恢復(fù)和能量耗散的影響,接觸區(qū)域兩側(cè)的滑移帶由開始擴(kuò)張逐漸縮小。完全分離后,因粘附力的存在,基體部分原子粘附于探針底表面,探針與基體間形成明顯的"縮頸"現(xiàn)象,且發(fā)生明顯的粘著滯后現(xiàn)象,是接觸表面發(fā)生粘著失效形式的主要原因。在整個接觸與分離過程中,接觸區(qū)域點(diǎn)陣原子斷裂堆積呈"V"字形狀。結(jié)論粘著影響使基體部分原子易粘附于探針底表面上,形成粘著滯后現(xiàn)象,這是導(dǎo)致微納米機(jī)械易發(fā)生粘著接觸失效的主要原因。
[Abstract]:Aim to improve the contact properties of micro and nano devices. The method is considering adhesion? Under the condition of elastoplastic deformation of single crystal copper matrix and ignoring the influence of anisotropy, the adhesive contact and separation process between the probe and the single crystal copper matrix was dynamically simulated by the hybrid potential function (EAM and Morse) and Verlet algorithm based on the molecular dynamics method. The contact force in the process of contact and separation is analyzed. By calculating the centrosymmetric parameters of atoms, the changes of atomic damage and migration trajectories in the contact region are described. Results because of the increasing contact force, slip bands appeared on both sides of the contact area and gradually expanded to both sides, and the slip band and probe pressure direction were 45%, which were affected by the elastoplastic recovery and energy dissipation of the matrix after separation. The slip bands on both sides of the contact area gradually decrease from the beginning of expansion. After complete separation, due to the existence of adhesion force, some atoms of the matrix adhered to the bottom surface of the probe, which resulted in an obvious "necking" phenomenon between the probe and the substrate, and obvious adhesion hysteresis. Is the contact surface adhesive failure form of the main reason. In the whole process of contact and separation, the fracture stacking of lattice atoms in the contact area is "V" shape. Conclusion the adhesion effect makes some atoms of the matrix adhere to the bottom surface of the probe and form the phenomenon of adhesion hysteresis, which is the main reason for the adhesion failure of micro and nano-machinery.
【作者單位】： 寧德師范學(xué)院物理與電氣工程系;北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51505241) 福建省自然科學(xué)基金(2017J01709) 福建省教育廳項目(JAT160540,JAT160535) 寧德市科技計劃項目(20160141) 寧德師范學(xué)院校級項目(2015Q09,2015Q10)~~
【分類號】：TG146.11

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本文編號：2113986