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类金刚石薄膜力学特性的分子动力学模拟

权伟龙 李红轩 吉利 赵飞 杜雯 周惠娣 陈建敏

类金刚石薄膜力学特性的分子动力学模拟

权伟龙, 李红轩, 吉利, 赵飞, 杜雯, 周惠娣, 陈建敏
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  • 基于Brenner的REBO势函数,利用分子动力学方法模拟了含氢量不同的类金刚石薄膜的纳米压痕过程,依据得到的加载卸载曲线,计算了薄膜的刚度、硬度以及弹性模量.结果表明:类金刚石薄膜的硬度由氢含量和sp3键含量两个因素共同决定;当薄膜中氢含量小于39% 时,薄膜硬度主要取决于sp3键含量,sp3键越多,硬度越高;当薄膜中氢含量达到52%,薄膜硬度则显著下降,此时氢的作用占据主导地位.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50705093, 50575217),国家自然科学基金创新研究群体基金(批准号:50421502),国家重点基础研究发展计划(批准号:2007 CB607601)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-09
  • 修回日期:  2009-11-27
  • 刊出日期:  2010-04-05

类金刚石薄膜力学特性的分子动力学模拟

  • 1. (1)中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,兰州 730000; (2)中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,兰州 730000; 兰州交通大学数理与软件工程学院,兰州 730070
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50705093, 50575217),国家自然科学基金创新研究群体基金(批准号:50421502),国家重点基础研究发展计划(批准号:2007 CB607601)资助的课题.

摘要: 基于Brenner的REBO势函数,利用分子动力学方法模拟了含氢量不同的类金刚石薄膜的纳米压痕过程,依据得到的加载卸载曲线,计算了薄膜的刚度、硬度以及弹性模量.结果表明:类金刚石薄膜的硬度由氢含量和sp3键含量两个因素共同决定;当薄膜中氢含量小于39% 时,薄膜硬度主要取决于sp3键含量,sp3键越多,硬度越高;当薄膜中氢含量达到52%,薄膜硬度则显著下降,此时氢的作用占据主导地位.

English Abstract

参考文献 (22)

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