各向异性纳米晶铜的超光滑加工表面形成机理的仿真与实验研究

项目名称： 各向异性纳米晶铜的超光滑加工表面形成机理的仿真与实验研究

项目编号： No.51405106

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 张俊杰

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 纳米晶铜是一种新型纳米结构材料，获得其超光滑加工表面对于使用微探针纳米机械刻划加工技术制造功能表面纳米结构具有重要意义。由于针尖半径与晶粒尺寸在相同量级，而不同晶体取向的晶粒其变形机理、机械响应与材料去除方式均不同，致使纳米晶铜在刻划加工中呈现局部各向异性的特性，难以获得整体均匀的加工表面质量。本项目采用分子动力学仿真方法研究纳米晶铜的超光滑加工表面形成机理并开展实验验证：（1）开发定量辨别纳米晶铜的不同微观变形机理的分子动力学仿真数据后处理算法；（2）使用分子动力学仿真方法研究纳米晶铜的各向异性纳米加工变形机理及其对原材料特性的影响，建立纳米晶铜的摩擦系数和材料堆积的预测模型；（3）开展纳米晶铜的纳米机械刻划加工实验并验证预测模型。本项目将获得用于调控纳米晶铜加工性能和加工表面质量的预测模型，对于指导使用微探针纳米机械刻划加工技术获得纳米晶铜的超光滑加工表面具有重要的理论意义与实用价值。

中文关键词： 纳米刻划加工机理；纳米晶体铜；各向异性；超光滑表面；分子动力学仿真

英文摘要： Nanocrystalline Cu is a novel nanostructured material. The ultra-smooth machned surface of nanocrystalline Cu is of important significance for the fabrication of functional nanostructures by using the probe-based mechanical nanoscratching technique. Since

英文关键词： Nanoscratching mechanisms；Nanocrystalline Cu；Anisotropy；Ultra-smooth surface；Molecular dynamics simulation