导读:本文包含了分子动力学仿真论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:动力学,分子,碳化硅,润滑剂,衬底,界面,化学。
分子动力学仿真论文文献综述
张逸飞,李珊,杨晓京,吴绍华,刘浩[1]（2019）在《含有空位缺陷的单晶锗纳米切削过程分子动力学仿真》一文中研究指出针对含有空位缺陷的单晶锗纳米切削过程展开研究,利用分子动力学仿真软件构建了含有空位缺陷的单晶锗切削模型并进行了分子动力学仿真切削。文中从原子角度考虑了切削过程中系统势能的变化、切削力的变化,解释了材料的去除过程和切屑的形成机理,并分析了空位缺陷对切削的影响。结果显示在切削过程中,单晶锗晶体所含空位数越多则基础系统势能越大,且随着切削的进行系统势能逐渐增大。该结果表明空位缺陷的增加会加剧系统的不稳定性。(本文来源于《电子科技》期刊2019年12期）
樊江,戴琦晖,王晋斌,申秀丽,胡殿印[2]（2018）在《带涂层干摩擦阻尼器的分子动力学仿真》一文中研究指出从纳米级微凸体间的剪切运动出发研究干摩擦阻尼器摩擦机理。采用更加精确的多体势,建立描述两个可变形半球状微凸体剪切运动过程的分子动力学模型。应用该模型分析了单晶铜微凸体剪切运动过程中切向力和法向力随相对位移、干涉深度和微凸体半径的变化规律,同时研究了剪切过程结束后剩余变形能的变化。通过多尺度分析和统计学工具,建立了干摩擦模型的微凸体模型,并与实验结果进行对比。研究表明:单晶铜在真空中发生干摩擦时,结合面的表面法向接触刚度与法向载荷成正比,滑动摩擦因数只与表面粗糙度参数有关。计算结果与纯铜摩擦实验结果相吻合,证明该方法可准确地分析覆盖涂层的干摩擦阻尼器工作面干摩擦特性,对于已知微观参数的表面,能够准确地预测滑动摩擦因数。(本文来源于《航空动力学报》期刊2018年10期）
于世民[3]（2018）在《磁头/图案化介质磁盘界面润滑剂转移的分子动力学仿真》一文中研究指出随着生活、工作中信息和数据量快速增加,作为信息和数据的主要存储设备,硬盘的存储容量也不断提高。图案化介质磁盘(Bit Patterned Media,BPM)采用相互隔离的磁岛作为磁记录单元,可以有效减小相邻磁记录位之间的磁干扰,进而大幅提高磁盘的存储密度。在磁头/BPM磁盘界面中,磁头的最低飞行高度低于2nm,BPM磁盘上的润滑剂将不可避免地向磁头转移,由此影响磁头飞行稳定性和数据读写准确性。因此,研究磁头/BPM磁盘界面润滑剂的转移行为和规律,可以为BPM硬盘设计提供优化参数,对提高BPM硬盘工作的可靠性和使用寿命具有重要意义。本文采用分子动力学模拟方法,对磁头/BPM磁盘界面润滑剂转移行为及其影响因素进行了系统研究,分析和对比了磁头/BPM磁盘在非接触、接触碰撞情况下的润滑剂转移量和分布情况,探究了两种情况下的润滑剂转移规律。根据BPM磁盘的表面形貌特征,采用粗粒珠簧模型的建模原理,建立了BPM磁盘上Z-Dol型PFPF润滑剂模型。进一步考虑了润滑剂与磁头、BPM磁盘DLC层的物理吸附和化学键合作用以及空气轴承压力分布特点,建立了磁头/BPM磁盘界面润滑剂转移的分子动力学模型,分析了BPM磁盘润滑剂分布的微观变化和转移过程。揭示了在非接触情况下润滑剂转移和分布随磁头凸台倾角、磁盘DLC层官能团比率、磁记录位间距和润滑剂分子种类、厚度、分子碎片等界面参数的变化规律。考虑到磁头在读写数据时会发生飞行扰动,进一步探究了磁头飞行高度、局部压力差、飞行俯仰角等磁头飞行扰动情况对润滑剂转移的影响规律。磁头飞行扰动较大时会与BPM磁盘发生接触碰撞,因此建立了磁头/BPM磁盘接触碰撞情况下的润滑剂转移模型,分析了磁头/BPM磁盘发生接触碰撞过程中的润滑剂转移过程,并探究了润滑剂转移量随磁头凸台倾角、润滑剂分子类型、BPM磁盘形貌参数和磁头飞行俯仰角等参数的变化规律。研究发现,接触碰撞对润滑剂的分布和转移量影响显着,磁头凸台倾角、润滑剂分子类型和磁头飞行俯仰角等对润滑剂转移量的影响规律在非接触和接触碰撞时存在较大差异。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
殷凯[4]（2018）在《石墨烯离子辐照效应的分子动力学仿真》一文中研究指出石墨烯是厚度只有单原子层的二维材料,并在2004年获得了首个稳定存在的样本。石墨烯的很多物理性质是非常优异的,比如它是已知的机械强度最强的材料之一,并且它具有非常高的电导率和热导率。但是石墨烯禁带宽度为零的特点,限制了它在电子信息产业的应用。为了改善石墨烯材料的性质,我们需要对石墨烯的结构进行修改。同时因为石墨烯是一种二维材料,所以采用的方法必须足够精确,精确到一次调整一个原子结构的级别。用离子对石墨烯进行辐照能够达到这样的要求。本文详细研究了石墨烯的离子辐照效应,使用控制变量法对不同的石墨烯对象(包括单层悬空石墨烯、双层悬空石墨烯、Cu衬底上单层石墨烯和Cu衬底上双层石墨烯)分别施加各种不同的辐照条件(包括辐照强度、辐照密度和辐照剂量),并在辐照仿真结束后统计产生的各项结果(包括石墨烯溅射原子数量、缺陷面积和复杂缺陷数量等)。在对仿真结果进行统计分析后,我们发现:对于悬空石墨烯,由于单双层结构的不同,随着离子辐照强度的增加,单层石墨烯溅射原子数量随之减少,而双层石墨烯溅射原子数量随之增加。同时,随着辐照密度的减小,单层石墨烯溅射原子的数量会呈现出先增加再减小最后趋于稳定的趋势。对于这种现象,本文做出了入射离子有效作用范围这一假设,比较合理的解释了上述的仿真结果。而对于双层石墨烯,随着辐照密度的减小,上层石墨烯缺陷面积先增加再减少,而下层石墨烯基本呈现出持续减小的趋势,这说明上下两层石墨烯的损伤形成原因不尽相同。最后,根据离子有效作用范围这一假设,本文提出了一种可以指导石墨烯辐照参数设计的方法,并通过拟合的方式获得了悬空单层石墨烯溅射原子数量的计算公式。在对悬空石墨烯的离子辐照效应进行研究之后,本文进一步探讨了Cu衬底在石墨烯辐照过程中的作用。仿真中我们发现,相比于悬空石墨烯,Cu衬底上石墨烯在离子辐照后基本表现出:损伤阈值增加、溅射原子数量减少、缺陷面积增加和复杂缺陷数量增加这4个特点。根据上述这些特点,本文总结了衬底在石墨烯离子辐照过程中所起到的两大作用:即屏蔽作用和增加原子间相互影响的作用。同时,在对双层石墨烯的辐照仿真中,我们发现衬底对石墨烯的影响要略大于石墨烯层之间的相互影响。完成上述研究后,本文在最后对全文的工作做了总结,归纳了不同研究对象的辐照效应,不同辐照条件对石墨烯的影响以及各种辐照结果的影响因素。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-06-01）
李遥[5]（2018）在《金属铈单点金刚石切削加工表面质量的分子动力学仿真》一文中研究指出金属铈作为一种重要的稀土材料,被广泛应用于工业和民用的多个领域,具有很高的实用价值和研究意义。在金属铈的操作、运输、储存与应用中,其耐腐蚀性是需要关注的一个关键问题。由于加工表面质量对于工件的耐腐蚀性具有重要影响,例如减小表面粗糙度和残余应力可以有效地提高工件的耐腐蚀性,因此采用单点金刚石切削加工获得超光滑表面对于增强金属铈材料的表面耐腐蚀性具有重要的意义。本文主要围绕表面加工质量的重要评定指标——表面残余应力与粗糙度,对金属铈切削加工展开分子动力学仿真与实验研究,主要研究内容与结果如下:(1)建立金刚石切削金属铈的分子动力学仿真模型。根据铈的物理与化学特性,建立了常温下单晶铈、多晶铈以及金刚石刀具的原子结构模型,并为仿真选取了合适的势能函数、边界条件和模拟系综,通过晶体缺陷分析技术提取切削过程中不同时态的缺陷结构。开发了用于定量表征表面粗糙度、残余应力和力学性能的算法。(2)采用分子动力学仿真揭示了表面残余应力与粗糙度的形成机理,得出其形成的机理包括主导塑性变形的位错运动和晶格畸变;并开展了不同加工参数(刀具前角、晶体取向、晶粒尺寸以及切削深度)对单晶铈和多晶铈切削表面质量影响的分子动力学仿真研究,据此得出仿真中的最优加工参数。(3)开展了单点金刚石切削金属铈的实验研究,并利用表面轮廓仪、白光干涉仪和纳米压痕仪对加工后铈工件表面进行检测。研究了切削工艺参数(切深、切削速度、进给量)对加工表面质量的影响,结果表明:随着切深与切削速度的增加,表面粗糙度有加大的趋势;随着进给量的增加,表面粗糙度有先减小后增大的趋势。实验结果与动力学仿真结果符合较好。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2018-04-01）
周绍华,黄永华[6]（2018）在《氘的气液界面及相变特性分子动力学仿真》一文中研究指出氘作为重要的核聚变原料,其热物性数据是基础,而气液相界面特性和相变规律又是热物性的关键.国内外对氘的相界面特性研究甚少.本文基于分子动力学方法,采用截断移位Lennard-Jones 12-6势能函数模型描述原子间的相互作用,并考虑分子内部原子间键的谐振作用,对氘的气液界面特性及气液固相变过程进行了仿真研究,得到了氘在不同温度下气液界面过渡区域的厚度、表面张力值等;获得了氘的密度随相变过程的变化规律,并由此得出氘的熔沸点温度,上述计算结果与实验及文献值吻合良好.不仅从微观层面上揭示了氘的宏观热物性表征机理,而且所建立的仿真模型可直接用于预测缺乏实验工况下的氘热物性.(本文来源于《低温物理学报》期刊2018年01期）
翟文杰,杨德重[7]（2018）在《立方碳化硅CMP过程中机械作用分子动力学仿真》一文中研究指出为了更好地理解立方碳化硅在化学机械抛光(CMP)过程中原子层面的材料去除机理,利用分子动力学(MD)方法建立了金刚石磨粒刻划碳化硅的原子模型,仿真研究了金刚石磨粒半径、刻划深度和刻划速度对碳化硅表面形貌、晶体结构、摩擦力和原子去除率的影响规律,并与无定型二氧化硅氧化膜的机械刻划作用的仿真结果进行了对比分析.结果发现:碳化硅在机械刻划过程中局部会出现非晶态变化;刻划深度增大会导致切削力和切削温度增大,原子去除率也随之增加;刻划速度的改变会影响温度和原子去除率,而对切削力几乎无影响;磨粒半径的增加会导致切削力和温度的增加,在压入深度相同的情况下对原子去除率影响不大;碳化硅表面生成的二氧化硅膜能大幅度降低切削力,但由于其结构的影响,机械刻划作用仅使氧化膜产生明显的致密化,而不产生磨屑.(本文来源于《材料科学与工艺》期刊2018年03期）
杨德重[8]（2017）在《立方碳化硅化学机械抛光的分子动力学仿真》一文中研究指出碳化硅(SiC)是一种原子晶体,是近年来发展迅猛的第叁代半导体材料,拥有禁带宽度大、热导率高、击穿电场强度高、介电常数低和抗辐射能力强等特性,广泛应用于MEMS、高能半导体器件等领域。碳化硅硬度极大,加工困难,而化学机械抛光(CMP)是目前唯一能实现全局平坦化的加工手段。CMP的切削深度为纳米级或亚纳米级,由于尺寸效应,传统的切削理论无法很好的解释CMP过程中材料表面变化。分子动力学(MD)仿真技术具有超高的时间空间分辨率,是探究原子尺度过程和微观机理的理想研究方法,目前MD仿真广泛应用于纳米力学,摩擦学,晶体学等领域。首先,通过建立金刚石磨粒与立方碳化硅基底的原子模型,将CMP过程简化为嵌入抛光垫中的磨粒对工件的刻划行为,以此利用分子动力学手段进行仿真研究,获得原子层面上刻划过程中的材料形貌变化、晶体结构变化、温度、切削力和势能变化,同时调整抛光参数,如刻划速度,刻划深度,磨粒大小,分析相关宏观量的变化,并提取脱离工件表面的原子数量进行去除率分析,得出如何提高去除率,保证材料表面质量的方法。其次,考虑施加不同外界因素对碳化硅CMP过程的影响:建立以立方碳化硅为基底,无定型二氧化硅层为表面层的原子模型,模拟抛光过程中生成氧化膜对刻划效果的影响,对比温度、切削力等宏观量变化,分析材料变形机理;再通过对磨粒施加简谐振动,模拟超声振动加工对抛光效果的影响,分析振动频率及振幅变化对切向力、法向力、工件表面沟壑形貌的影响规律;对已加工的工件表面进行长时间弛豫仿真,分析弛豫现象对工件势能及表面质量的影响。最后,进行纳米压痕、刻划实验和宏观刻划实验,得出探针压入深度与载荷之间关系及探针受载荷与摩擦力的关系,同时观察工件表面形貌,综合各个尺度下的刻划现象与仿真结果对比结合分析,验证仿真结果。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
张岩[9]（2017）在《Cu/Ni纳米复合材料机械性能的分子动力学仿真研究》一文中研究指出纳米晶体材料因为具备一些宏观材料所不具备的特殊性能如小尺寸效应、表面/界面效应和量子隧道效应等,使得其在光学、热学以及电磁学等方面存在巨大的应用前景。Cu/Ni纳米晶复合体系由于其稳定的结构和优异的性能而得到了学者们的关注,因此本文以由单晶Cu和Ni构成的两类复合材料(含Ni夹杂的Cu基体复合板和Cu/Ni双层薄膜结构)的微观机械性能为研究对象。基于分子动力学模拟的方法,本文对这两类复合材料进行了建模,对含Ni夹杂的Cu基体复合板施加拉伸作用,研究了复合板所表现出的力学性能;然后对Cu/Ni双层纳米薄膜则分别采用纳米切削和纳米压痕手段,研究了材料的表面摩擦性能及位错与界面间的相互作用。本文的主要研究内容及创新点如下:(1)在纳米单晶Cu基体板中引入单晶Ni作为夹杂,构成Cu/Ni复合板结构,然后对复合板进行拉伸加载,详细分析了夹杂Ni的引入对纳米晶基体Cu的性能的影响,并分析夹杂与位错运动的相互作用,从微观角度解释Ni在拉伸变形阶段对材料所起的强化作用,研究结果表明Ni夹杂由于与周围Cu基体间的晶格失配会有利于初始拉伸阶段位错的产生,造成材料屈服强度的下降;然而在屈服阶段夹杂Ni则会对运动的位错产生阻碍作用,起到材料强化的效果,导致这一阶段的拉伸应力增加,塑性变形减弱。进一步地改变Cu/Ni复合板中夹杂Ni的尺寸和形状,探究屈服强度与尺寸和形状间的变化规律,研究结果表明影响屈服强度的主要因素是:由于夹杂与基体间的晶格失配而容易在边界处产生的位错量以及位错运动遇到夹杂时会受到界面和夹杂原子的阻碍作用。最后,在含不同形状夹杂的复合材料中引入边界裂纹,分析了裂纹扩散方向与夹杂形状间的关系。(2)在对于Cu/Ni双层薄膜的研究中,依Cu作为表层和作为基底的不同情形分别建立Cu-Ni和Ni-Cu模型,然后对复合薄膜分别实施纳米切削和纳米压痕,并将其在该过程中的力学行为与单晶Cu和单晶Ni经历相同加工过程时的相应结果进行对比。研究结果表明,在纳米切削划刻过程中,相同的摩擦深度和摩擦速度下Cu/Ni双层膜结构具有比它们的单晶体更大的表面摩擦力及正压力;当摩擦速度为100 m/s-300 m/s时,薄膜的摩擦力和正压力均随着速度的增加而增大;纳米薄膜被切削时的摩擦系数小于宏观尺度的材料,根据纳米切屑的形成过程和与刀具的相互作用对这一现象进行了解释。在对Cu/Ni双层膜结构进行纳米压痕时,将这一过程分为叁个阶段:加载、停留和卸载。在加载阶段材料依次经历了弹性变形和塑性变形,弹性变形时Cu/Ni双层膜受到的压痕力与该两种单晶体材料各自的压痕力几乎相同,而在塑性变形时复合薄膜受到的压痕力均大于该两种单晶体材料各自的压痕力且表现出更高的硬度。压头刀具在离开材料进行卸载时,部分原子粘附在刀具上并产生了引力作用,材料表面发生了恢复性的变形和位错运动。同样地,在纳米压痕过程中,Cu与Ni间的界面也表现出了对位错运动的阻碍作用。(本文来源于《湖南大学》期刊2017-05-31）
陈霄宇[10]（2017）在《Epoxy/SiO_2热力学性能的试验与分子动力学仿真》一文中研究指出环氧树脂及其复合材料在电力设备中使用十分广泛,但是较低的导热率限制了其应用,特别是随着电压等级的升高和尺寸的缩小,设备的散热问题变得更加的严重,使用寿命受到严重影响。因此提高环氧树脂的导热率成为近年来研究的热门课题。传统的方法都是通过试验手段获得样品的参数特性,这种方法耗费了大量的时间和材料,而分子动力学方法发展为聚合物及其复合材料的性能研究提供了新的方法和思路,在分子水平上研究高分子复合材料的微观结构与宏观性能表现出明显的优势。本文在总结了国内外有关高导热聚合物材料文献的基础上,分析了高导热复合材料的导热机理及其导热率的影响因素,研究了以环氧树脂(Epoxy,简称EP)为基体、二氧化硅(Si02)为填料的复合材料的热力学性能;基于分子动力学方法建立了 EP和EP/Si02的模型,分析了 Si02的尺寸以及表面修饰对复合材料玻璃转化温度(Tg)、体积热膨胀系数(CoefficientofThermal Expansion,简称CTE)、导热率、弹性模量等热力学性能的影响,同时分析了温度对复合材料导热率和弹性模量的影响,并与试验结果进行了对比。使用熔融共混法分别制备了未使用硅烷偶联剂处理的EP/Si02-1和使用硅烷偶联剂处理的EP/SiO2-KH550-1复合材料,并与纯EP-1进行了对比。对叁种材料的玻璃转化温度、导热率弹性模量等热力学参数进行了测试,测试结果表明Si02的掺杂能够增强环氧树脂的热力学性能,对Si02使用硅烷偶联剂KH550进行处理后,环氧树脂复合材料热力学性能的改善效果更为明显。通过对建立的纯的EP分子模型仿真研究,计算得到其玻璃转化温度为约为410.2K,而通过试验得到结果约为388K;进一步计算得到EP处于玻璃态时的体积热膨胀系数为307.493 × 10-6/K,处于高弹态时的体积热膨胀系数为502.865 × 10-6/K;仿真得到EP的导热率为0.21384W/(m·k),比试验测试的结果0.208W/(m·K)略高;计算得到EP的弹性模量为5.624GPa,同样高于试验测试的结果4.65GPa。为了分析Si02尺寸对EP/Si02复合模型热力学性能的影响,建立了半径分别为10A、11.41A、12.56A和13.97A四种不同尺寸Si02掺杂的复合模型。仿真结果表明,当Si02的质量分数为17%时,复合材料的热力学性能较纯的EP模型都有增强,并且弹性模量随着尺寸的增大而减小,更接近试验值,而复合模型的玻璃转化温度和导热率随着尺寸的增大没有明显变化趋势。最后,本文分析了 Si02的表面修饰对EP/Si02复合模型热力学性能的影响,建立了硅烷偶联剂KH550对Si02表面修饰率为5%和10%的复合模型。仿真结果表明,对Si02进行表面修饰可以进一步增强复合材料的热力学性能,EP/Si02-5%和EP/SiO2-10%这两个模型的玻璃转化温度分别为426.3K和438.2K,要比试验得到的结果402K高。300K时,复合模型的导热系数较修饰前分别提高了 20.28%和25.585%,力学性能也有一定程度的增强。随着温度的上升,改性后的复合材料导热率上升幅度更大,四种模型的弹性模量和剪切模量都有下降的趋势,而当温度继续升高到500K以上时,力学性能下降幅度的很小,其中纯EP在350K-450k之间的下降最快,而其他叁种复合模型在400K-450K之间下降最快。(本文来源于《武汉大学》期刊2017-05-01）
分子动力学仿真论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
从纳米级微凸体间的剪切运动出发研究干摩擦阻尼器摩擦机理。采用更加精确的多体势,建立描述两个可变形半球状微凸体剪切运动过程的分子动力学模型。应用该模型分析了单晶铜微凸体剪切运动过程中切向力和法向力随相对位移、干涉深度和微凸体半径的变化规律,同时研究了剪切过程结束后剩余变形能的变化。通过多尺度分析和统计学工具,建立了干摩擦模型的微凸体模型,并与实验结果进行对比。研究表明:单晶铜在真空中发生干摩擦时,结合面的表面法向接触刚度与法向载荷成正比,滑动摩擦因数只与表面粗糙度参数有关。计算结果与纯铜摩擦实验结果相吻合,证明该方法可准确地分析覆盖涂层的干摩擦阻尼器工作面干摩擦特性,对于已知微观参数的表面,能够准确地预测滑动摩擦因数。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
分子动力学仿真论文参考文献
[1].张逸飞,李珊,杨晓京,吴绍华,刘浩.含有空位缺陷的单晶锗纳米切削过程分子动力学仿真[J].电子科技.2019
[2].樊江,戴琦晖,王晋斌,申秀丽,胡殿印.带涂层干摩擦阻尼器的分子动力学仿真[J].航空动力学报.2018
[3].于世民.磁头/图案化介质磁盘界面润滑剂转移的分子动力学仿真[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].殷凯.石墨烯离子辐照效应的分子动力学仿真[D].西安电子科技大学.2018
[5].李遥.金属铈单点金刚石切削加工表面质量的分子动力学仿真[D].中国工程物理研究院.2018
[6].周绍华,黄永华.氘的气液界面及相变特性分子动力学仿真[J].低温物理学报.2018
[7].翟文杰,杨德重.立方碳化硅CMP过程中机械作用分子动力学仿真[J].材料科学与工艺.2018
[8].杨德重.立方碳化硅化学机械抛光的分子动力学仿真[D].哈尔滨工业大学.2017
[9].张岩.Cu/Ni纳米复合材料机械性能的分子动力学仿真研究[D].湖南大学.2017
[10].陈霄宇.Epoxy/SiO_2热力学性能的试验与分子动力学仿真[D].武汉大学.2017
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