近年來,隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展,納米材料在電子信息、生物工程、航天航空、光電通信、醫(yī)學、藥學、國防等高新尖端領(lǐng)域得到了市場化的應(yīng)用,因此人們越來越關(guān)注材料在納米尺度下的特性。本文采用準連續(xù)介質(zhì)法分別建立晶體取向、晶界以及壓頭尺寸的多尺度計算模型,探究晶體取向、晶界以及壓頭尺寸對鋁薄膜塑性變形行為的影響。首先,采用準連續(xù)介質(zhì)法對單晶鋁薄膜采用三種晶體取向(x[111],y[1?10],z[1?1?2];x[1?10],y[111],z[1?1?2];x[110],y[001],z[1?10])進行納米壓痕模擬,得到了不同晶向下的載荷-位移曲線。在整個模擬過程中,通過對局部原子圖和等效應(yīng)變分布圖進行分析,得到材料的微觀變形機理與晶體取向有關(guān)。為了探究晶界對鋁薄膜塑性變形行為的影響,采用準連續(xù)介質(zhì)法模擬了有、無晶界的鋁薄膜納米壓痕過程。分析比較有、無晶界兩種情況下的載荷-位移曲線和等效應(yīng)變分布圖,可知晶界的存在阻礙了位錯的移動和晶體的滑移,同時為了進一步釋放能量,新的不全位錯會在壓頭的尖角及晶界處形核。最后,為研究鋁薄膜納米壓痕模擬中的壓頭尺寸效應(yīng),采用七種壓頭寬度進行多尺度模擬。結(jié)果表明,...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1納米材料的分類示意圖

第一章緒論第一章緒論景及意義，隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，納米材料在電子信息、生物通信、醫(yī)學、藥學、國防等高新尖端領(lǐng)域得到了市場化的關(guān)注材料在納米尺度下的特性。納米材料可以廣義地理解一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料按維數(shù)的概念可以根據(jù)圖1.1分為以下四類[1....

圖1.2納米壓痕試驗載荷-位移曲線圖

在普通PC機上即可運行較慢，需要在并行運算模納米至微米很小，常限于數(shù)納納米程度復雜簡單，易于難度相對容易相對困難向?qū)儆趯W科前沿方向，但是需要更加高效的多尺度算法理論已經(jīng)相當成熟于計算機硬件痕技術(shù)的主要理論方法壓痕試驗中，常常需要對模擬獲得的載荷-位移響應(yīng)曲線進材....

圖1.3材料表面壓痕剖面示意圖

圖1.2為納米壓痕過程中獲取的典型的載荷-位移曲線，圖1.3為被測材料痕過程中加載卸載前后材料表面剖面示意圖。圖中，hmax是納米壓痕過程壓深，hf是完全卸載后的殘余壓深，hc為壓痕接觸深度，pmax是納米壓痕最大載荷，S是卸載曲線頂點的斜率，也就是材料的彈性接觸剛度。....

圖1.4厚度為950nm的銅膜在60mN載荷下的壓痕形貌像(上部)和壓痕邊緣出現(xiàn)堆積現(xiàn)象的線掃描像(下部)

厚度為950nm的銅膜在60mN載荷下的壓痕形貌像(上部)和壓痕現(xiàn)堆積現(xiàn)象的線掃描像(下部)Topographyof60mNindenton950nmcopperfilm(upper)andlinindentshowingpile-upar....

本文編號：3998581