纳米压痕诱导单晶铜弹塑性变形分析与破坏机理研究

作     者：翁盛槟 陈晶晶 周建强 林晓亮 WENG Sheng-bin;CHEN Jing-jing;ZHOU Jian-qiang;LIN Xiao-liang

作者机构：衢州学院工程实训中心浙江衢州324000 宁德师范学院信息与机电工程学院福建宁德352100 

基　　金：浙江省基础公益研究计划(LGG19F020005) 福建省自然科学基金(2017J01709,2018J01509,2018J01556) 宁德师范学院重大科研培育项目(2017ZDK19) 2017年福建省互联网+大学生创新创业教育省级载物手推车项目 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2021年第50卷第5期

页      码：216-223,252页

摘      要：目的从微观角度实现对微机电系统中微器件局部接触区域弹塑性演化过程和原子迁移演变规律的探寻。方法运用经典分子动力学法,基于EAM和Morse混合势函数,对硬质金刚石探头与软质金属铜基底展开纳米压痕接触特性研究。结果纳米压痕中位错环构型生成与演变有规可循,位错环在受载荷影响时,有着4个演变阶段,即位错环萌芽期→生长期→繁衍期→维持期。当载荷达到一定程度时,压痕中铜基质内密排六方结构的HCP容易与附近类似结构发生关联耦合效应,产生刃型位错和形成螺旋式位错结构,随后以脱落方式构成棱柱形位错结构,并向基底底部发射。另外,整个纳米压痕中,铜基质亚表面损伤最为严重,探头与基底接触区域两侧的位错环迁移处应力较集中。结论纳米接触中铜基质内位错环出现与演变过程,是衡量局部接触塑性变形强弱程度的重要依据和非接触区域损伤程度的内在表现。此次研究结果对细观尺度接触变形行为有着深层次认识,也对纳尺度设计出优异摩擦学性能的微结构有着重要借鉴作用。

主 题 词：纳米压痕 弹塑性变形 分子动力学 位错环 亚表层损伤 

学科分类：0817[工学-轻工类] 08[工学] 080203[080203] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.05.024

馆 藏 号：203103362...