免费论文：纳米标准异质界面彼此效率的分子能源学模仿

接洽纳米标准各别物资界面之间的彼此效率的接洽是现在纳米力学的重要接洽实质之一，它对领会纳米标准资料的力学本能具备极端要害的意旨。个中纳米压痕是异质界面彼此效率的典范代办，它已变成检验和测定纳米标准资料力学本能的要害规范。然而纳米压痕试验中仍旧生存很多题目，比方交战表面积的决定，重要的感化了纳米压痕的试验截止。分散焊接也是两个各别物资界面彼此效率的题目，它被普遍的运用于宇航航天构造件的贯串。暂时对分散焊的接洽主假如从直观试验长进行的，人们急迫须要领会分散焊接的微观进程及其机理，但暂时对分散焊接径直亚原子档次的模仿接洽尚没有见到。所以对纳米压痕和分散焊接从纳米标准举行接洽具备要害意旨。本文华用自行开拓的分子能源学模仿体例比拟体例地接洽了纳米标准各别界面之间的彼此效率，接洽实质重要囊括纳米压痕和分散焊接两局部。重要的接洽功效如次：第一局部：纳米压痕 为特出到纳米压痕精确的交战表面积，咱们提出了“交战亚原子”本领。“交战亚原子”本领具备精确的物理意旨，而且不包括其它的少许假如，用它来计划交战表面积的功夫，不依附于压痕深度以及基体变形体制（“抽出”大概“下陷”）。和保守的本领比拟，交战亚原子本领能越发透彻的计划大肆压痕深度的交战表面积。 模仿发此刻极浅的纳米压痕情景下，保守的纳米硬度随深度变革展现出很大的涨落，不符合于用来领会百般成分对纳米压痕的感化。所以咱们提出了新的“积分硬度”观念，并推导了保守的纳米硬度和积分硬度之间的联系。因为积分硬度是纳米硬度对压入体积的平衡值，所以它能很大水平上去除资料不贯串变形以及亚原子无准则热疏通的感化，更利于于领会其它成分对纳米压痕的感化。 领会了温度对纳米压痕的感化，跟着温度升高，由纳米压痕获得的资料硬度（保守和积分硬度）和模量都随之贬低，而塑性功和总功之比Wp/Wt, 硬度和平条约化模量之比H/Er 以及剩余压痕深度与最大压痕深度之比 hf/hmax都和温度无干，基础维持静止。 加载速率对纳米压痕有要害感化，跟着加载速率贬低，沟通压痕深度处的载荷贬低，获得的资料硬度也相映贬低。当加载速度小于1.5m/s的功夫，同样压痕深度功夫的载荷和硬度值基础不复跟着加载速度贬低而爆发变革，表白分子能源学模仿当加载速度小于1.5m/s时的纳米压痕可觉得是准静态进程，此时加载速度不复感化纳米压痕，这为此后的纳米压痕准静态模仿供给一个临界加载速度。 三个典范晶面包车型的士纳米压痕模仿表白，单晶铜具备鲜明的各向异性，个中(111)晶面包车型的士硬度要鲜明低于(100)和(110)晶面。各别晶面压痕时外表的“抽出”斑图也鲜明各别，(100)晶面“抽出”斑图沿对角线目标散布，具备很强的各向异性；(110)晶面包车型的士“抽出”斑图环绕压头在边际散布，各向异性不鲜明；而在咱们的模仿中，(111)晶面压痕时外表简直没有“抽出”亚原子。 较深纳米压痕模仿表白，资料硬度随压痕深度变革分三个阶段，开始压痕开始阶段资料硬度由零赶快飞腾到一最大值；而后资料从最大硬度值以锯条状情势贬低，也即资料硬度展现出标准效力。结果资料硬度到达一宁静值，不复随压痕深度变革。在弹性别变化形情景下，跟着压头曲率半径的增大，同样压痕深度获得的资料硬度要偏低；在压痕深度较深，资料变形以塑性别变化形为主宰的情景下，跟着压头曲率半径的增大，同样压痕深度处获得的资料硬度要偏高。第二局部：分散焊接 模仿了铜银之间的分散焊，模仿创造分散主假如铜亚原子分散到银内里，在铜银界面处产生一个过度层，在高温高压下，界面层将形成非晶构造。模仿表白压强在铜银分散焊中起着要害效率，当应力小于100MPa时，在界面很难查看到亚原子的分散；分散焊产生的过度层厚薄在于于应力，应力越大，过度层厚薄越大。 常常情景下，铜银分散焊冷却到室温时，过度层由非晶构造变化为面心立方构造，变化温度在于于冷却速度，冷却速度越高，变化温度越低。惟有当冷却速度特殊高时才会产生非晶构造的过度层。 温度是分散焊接中最为要害的成分，接洽了温度对铜铝分散焊的感化，当温度低于600K时，在铜铝间很难查看到鲜明的分散。在沟通的保鲜功夫内，温度越高，产生的过度层厚薄越厚。在温度较低时，过度层厚薄随功夫呈鲜明的门路状变革，温度升高时，这种门路状变革变得不鲜明。 分散焊接重要分三个阶段举行：开始在压力效率下精细外表爆发确定的塑性别变化形，增大焊件之间的交战表面积；升压进程中，精细外表爆发越发重要的塑性别变化形，两个试样实足交战，资料外表的塑性别变化形重要在这个阶段举行；结果保鲜前提下举行分散，产生确定厚薄的过度层。 为了接洽分散焊后铜铝的力学本能，辨别模仿了单晶铜、单晶铝、理念贯串铜铝和分散焊铜铝的单轴拉伸。模仿表露分散焊后的铜铝具备较好的力学本能，抗压强度到达理念贯串铜铝抗压强度的88%安排。模仿还表露，单晶铜和单晶铝拉伸变形重要为滑移，资料外表展示滑移带；分散焊铜铝拉伸时铜铝局部只展示小批滑移，滑移带不许穿过过度层，进而引导铝局部展示加工强硬。过度层在拉伸进程中构造变得无序化。

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