两体纳米抛光单晶铜的分子动力学数值模拟研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aptxkid2009
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随着现代加工技术的不断发展,对于工件表面质量的要求变得越来越高,传统加工技术已经很难达到高精尖装备对于工件表面质量的要求,所以纳米加工制造技术已经称为了各个国家研究的重点。本文通过分子动力学仿真的方法,从材料内部缺陷与损伤、切屑、抛光力以及位错等角度研究了加工参数以及晶体各向异性对纳米抛光的影响。建立了两体纳米抛光单晶铜的分子动力学模型,通过仿真分析发现,抛光速度的增加会减少工件内部成型位错的产生,使抛光中产生的切屑原子聚集,而抛光深度增加则会增加工件内部的缺陷,同时会增加抛光时产生的切屑原子,并且抛光深度越深,切屑原子越聚集,向磨粒两端扩散情况越少,而随着抛光深度的增加,切向力大于法向力。不同抛光速度与抛光深度下产生的位错中主要以Shockley不全位错为主,其它种类的位错随抛光速度以及抛光深度的变化不断变化,抛光速度的增加会减少抛光过程中Stair-rod位错与全位错的产生,而抛光深度的增加则会增加各类位错的产生。研究了晶体各向异性的对抛光的影响,设置了三个不同的抛光方向对单晶铜各晶面进行抛光,结果表明:(1 2 1)晶面上所产生的切屑原子侧流最少,切屑原子最为聚集,(1 1 0)晶面上的切屑原子侧流最严重,但并不分散,(0 1 0)晶面上的切屑原子最为分散,而且沿[1 0 0]晶向对(0 1 0)晶面进行抛光时,入口处的损伤最大;抛光时晶体的各向异性对于法向力的影响要大于切向力的影响,也使得单晶铜内部复杂缺陷的严重程度以及发展方向各不相同,对于位错的影响也不一样,这三个晶面在抛光时主要产生的是Shockley不全位错,其它种类的位错出现较少,(0 1 0)晶面上工件内部所产生的位错要比其它两个晶面情况严重,而(1 1 0)晶面上工件内部的位错缺陷比(1 2 1)晶面内部要严重。
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