评价强界面涂层界面结合能力的横截面压入法 被引量：3

1

作者 张国祥 张坤 +2 位作者 陈光南 罗耕星 肖京华 《表面技术》 EI CAS CSCD 2006年第6期1-4,共4页

为了解强界面脆性涂层/硬性金属基体涂层结构横截面压入时的涂层剥落特点,以电镀铬层/硬性金属基体为研究模型,在原位观察系统下进行横截面压入试验,其结果表明:铬层断裂和剥落与载荷-位移曲线上出现的3个载荷下降点相对应,首先是在铬... 为了解强界面脆性涂层/硬性金属基体涂层结构横截面压入时的涂层剥落特点,以电镀铬层/硬性金属基体为研究模型,在原位观察系统下进行横截面压入试验,其结果表明:铬层断裂和剥落与载荷-位移曲线上出现的3个载荷下降点相对应,首先是在铬层横截面上形成一条与压头轴线平行的中间裂纹;随后又出现了以第1条裂纹为对称轴的2条斜裂纹;随着3条裂纹的稳态扩展和汇合,形成了与周围铬层相隔离、仅靠基体支撑的2块1/4圆形局部“孤岛”铬层;最后“孤岛”铬层沿界面剥落。以此“孤岛”剥落为力学计算模型,提出定量评价强界面脆性涂层/硬性金属基体的界面结合能力的横截面压入法,该方法利用载荷-位移曲线计算“孤岛”剥落所需要的总能量,测量界面剥落面积,并计算两者的比值,给出临界界面能量释放率,以此数据作为评价界面结合能力的指标,并给出了应用举例。 展开更多

关键词 横截面压入法 强界面 界面结合能力

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测定膜基界面结合能的努氏印痕能量法 被引量：2

2

作者 朱其芳 邵贝羚 +3 位作者 孙泽明 王福生 姚伟 李东飞 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期315-318,共4页

研究了涂层与基体界面结合能的测定方法 ,用理论和实验技术分析了努氏界面印痕法加载过程中 ,膜基试样吸收外加能量而转化为塑性变形能的行为、以及表面形状改变能和涂层界面断裂表面能 ,建立了努氏界面印痕能量法。对铁基Ni/Fe、镍基Cu... 研究了涂层与基体界面结合能的测定方法 ,用理论和实验技术分析了努氏界面印痕法加载过程中 ,膜基试样吸收外加能量而转化为塑性变形能的行为、以及表面形状改变能和涂层界面断裂表面能 ,建立了努氏界面印痕能量法。对铁基Ni/Fe、镍基Cu/Ni低压等离子喷涂涂层进行界面结合强度的研究和分析得到涂层界面的断裂表面能。铁基纯镍Ni/Fe涂层界面的断裂表面能比镍基铜Cu/Ni涂层的高。界面微观分析表明 :镍基铜Cu/Ni涂层材料疏松 ,膜基界面存在较多裂纹 ,涂层和基体中观察不到元素扩散层。Ni/Fe涂层界面结合致密 ,约有 2μm的元素扩散层 。 展开更多

关键词 测定 膜基界面结合能 努氏印痕能量法 涂层 断裂表面能 努氏界面印痕 复合材料

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剥离法测量钛基体和不锈钢基体镍膜的界面结合能 被引量：2

3

作者 任凤章 刘平 +2 位作者 翟健 董企铭 郑茂盛 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期65-69,共5页

依据能量平衡法则和Moidu等人塑性弯曲耗散功的算法 ,并考虑残余应力对界面结合能的影响 ,导出了包括残余应力因素在内的剥离实验界面结合能的表达式。对钛基体和不锈钢基体镍膜的膜基结合强度进行了剥离实验研究 ,求出了钛基体和不锈... 依据能量平衡法则和Moidu等人塑性弯曲耗散功的算法 ,并考虑残余应力对界面结合能的影响 ,导出了包括残余应力因素在内的剥离实验界面结合能的表达式。对钛基体和不锈钢基体镍膜的膜基结合强度进行了剥离实验研究 ,求出了钛基体和不锈钢基体镍膜的界面结合能。结果表明 ,界面结合能与膜厚、剥离角和残余应力无关。不锈钢基体镍膜的界面结合能为 5 4 7～ 6 0 8J m2 ,钛基体镍膜的界面结合能为 5 33～ 6 72J m2 。实验结果还表明 ,膜内残余应力的存在降低了剥离强度。 展开更多

关键词 剥离法 界面结合能 塑性弯曲耗散功 残余应力

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基于分子动力学的密封材料界面结合能研究 被引量：2

4

作者 李坤 顾伯勤 王成 《合成橡胶工业》 CAS 北大核心 2021年第4期289-293,共5页

在纳米尺度下,将纤维表面近似成平面与基质聚合物结合,构建了丁腈橡胶与海泡石纤维、芳纶纤维及碳纤维三种物质的界面结构。采用COMPASS力场、正则系综及周期性单元,设定时间步长为1 fs、模拟温度为320 K,对以丁腈橡胶为基质,芳纶纤维... 在纳米尺度下,将纤维表面近似成平面与基质聚合物结合,构建了丁腈橡胶与海泡石纤维、芳纶纤维及碳纤维三种物质的界面结构。采用COMPASS力场、正则系综及周期性单元,设定时间步长为1 fs、模拟温度为320 K,对以丁腈橡胶为基质,芳纶纤维、海泡石及碳纤维分别为填料的界面结合能进行了20 ps的分子动力学模拟计算。结果发现,三种纤维与丁腈橡胶之间的结合能分别为8393.05,1055.23,994.49 kJ/mol,其中海泡石纤维界面结合能中,静电力大小是范德华力的3.2倍,但方向相反。碳纤维与橡胶分子之间的结合能完全为范德华力,这与碳纤维分子完全没有极性相符。芳纶纤维与橡胶分子之间的结合能中,静电力与范德华力同向,其中范德华力的贡献超过80%。 展开更多

关键词 分子动力学 范德华力 丁腈橡胶 材料复合 COMPASS力场 界面结合能 静电力

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Ni膜与Ti基体之间的界面结合能研究 被引量：1

5

作者 任凤章 周根树 +1 位作者 赵文轸 郑茂盛 《自然科学进展》 北大核心 2003年第1期99-103,共5页

报道了用断裂力学的三点弯曲实验测试Ni膜与Ti基体之间的膜基界面结合能G,并与剥离实验结果以及Miedema模型计算结果进行了对比。结果表明:断裂力学方法测得的界面结合能G随基体的表面粗糙度R_a值的增大而增大,而与薄膜厚度无关;断裂力... 报道了用断裂力学的三点弯曲实验测试Ni膜与Ti基体之间的膜基界面结合能G,并与剥离实验结果以及Miedema模型计算结果进行了对比。结果表明:断裂力学方法测得的界面结合能G随基体的表面粗糙度R_a值的增大而增大,而与薄膜厚度无关;断裂力学方法测得的本征界面结合能与Miedema模型计算结果一致,而与剥离实验结果有差距,但仍具有可比性。文中还讨论了用断裂力学三点弯曲实验方法测量膜基界面结合能的适用范围。 展开更多

关键词 Ni膜 Ti基体 界面结合能 断裂力学 三点弯曲实验 剥离实验 MIEDEMA模型 薄膜力学

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硼在fcc-Fe晶界偏析及对界面结合能力影响的第一性原理研究 被引量：1

6

作者 徐攀攀 韩培德 +3 位作者 张竹霞 张彩丽 董楠 王剑 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期235-243,共9页

基于第一性原理的密度泛函理论计算了B在fcc-Fe的∑3(112),∑5(210),∑5(310),∑9(114),∑9(221)和∑11(113)六种对称倾斜晶界的偏析行为,从原子和电子层次揭示了B的偏析机制.结果表明:B更易偏析于∑5(210),∑5(310)和∑9(114)晶界,而在... 基于第一性原理的密度泛函理论计算了B在fcc-Fe的∑3(112),∑5(210),∑5(310),∑9(114),∑9(221)和∑11(113)六种对称倾斜晶界的偏析行为,从原子和电子层次揭示了B的偏析机制.结果表明:B更易偏析于∑5(210),∑5(310)和∑9(114)晶界,而在∑9(221),∑3(112)和∑11(113)晶界偏析的倾向较弱;B优先占据配位数最大、五面体或六面体构型的位置;拉伸实验和Rice-Wang热力学模型计算表明,B在晶界的偏析可提高界面的结合能力;B在E9(114)晶界偏析后电子结构引起局部电荷密度增加导致的化学效应优于结构变化带来的不利影响,B-p电子与Fe-s电子间的强相互作用提高了界面的结合能力.本研究结果对B优化奥氏体不锈钢界面结构具有一定指导作用. 展开更多

关键词 奥氏体钢 硼 第一性原理 偏析 界面结合能力

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基于鼓包法的薄膜材料界面结合能的测定

7

作者 武良龙 龙士国 +1 位作者 马增胜 杨林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第14期151-154,共4页

薄膜材料的应用范围越来越广泛,薄膜材料的界面结合能对其使用过程具有重要影响。鼓包法是测量薄膜材料界面结合能的一种重要的方法。通过有限元软件ABAQUS模拟鼓包实验,并用ABAQUS中的内聚力模型表征薄膜与基底之间的界面性能,最终得... 薄膜材料的应用范围越来越广泛,薄膜材料的界面结合能对其使用过程具有重要影响。鼓包法是测量薄膜材料界面结合能的一种重要的方法。通过有限元软件ABAQUS模拟鼓包实验,并用ABAQUS中的内聚力模型表征薄膜与基底之间的界面性能,最终得到薄膜材料的界面结合能。计算结果表明:薄膜开裂时的压强和挠度的乘积与界面结合能呈线性关系,且斜率随鼓包模型的孔径变化而变化。通过不同孔径下的模拟最后得到Ni薄膜界面结合能的表达式,且表达式中的参数在实验过程中简单易测。 展开更多

关键词 鼓包法 界面结合能 内聚力

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S304/Q235矫直过程中界面结合能的计算分析 被引量：1

8

作者 桂海峰 王亚东 +2 位作者 李海 张康康 邢彤 《重型机械》 2020年第5期104-108,共5页

通过在Materials Studios软件中对不锈钢S304/普碳钢Q235复合材料进行第一性原理分析,计算出复合材料的界面结合能;通过在Abaqus有限元模拟软件中对双金属复合板进行十一辊矫直模拟计算,分析出矫直过程中复合板的结合层中弹性应变和塑... 通过在Materials Studios软件中对不锈钢S304/普碳钢Q235复合材料进行第一性原理分析,计算出复合材料的界面结合能;通过在Abaqus有限元模拟软件中对双金属复合板进行十一辊矫直模拟计算,分析出矫直过程中复合板的结合层中弹性应变和塑性应变的能量变化,并进行数据对比。结果证明:在矫直过程中,矫直辊对双金属复合板产生的能量不足以导致复合板发生界面断裂等现象。 展开更多

关键词 复合材料 界面结合能 矫直过程 有限元模拟

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基于第一性原理的涂层WC/α-Ti界面结合能、稳定性及电子结构的研究

9

作者 候逸群 张锁怀 +1 位作者 徐少丽 丁鑫 《热加工工艺》 北大核心 2021年第10期75-80,85,共7页

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对WC/α-Ti界面性能进行了研究。研究内容包括:界面结合能、界面稳定性、界面电子结构及界面结合机制。结果表明:WC(001)与α-Ti(001)各自拥有较小的表面能,且两者之间错配度较小,γ角也互相一致... 运用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对WC/α-Ti界面性能进行了研究。研究内容包括:界面结合能、界面稳定性、界面电子结构及界面结合机制。结果表明:WC(001)与α-Ti(001)各自拥有较小的表面能,且两者之间错配度较小,γ角也互相一致,故建立了WC(001)/α-Ti(001)界面;其次考虑到α-Ti(001)与WC(001)堆积方式以及WC用以构成界面终端原子(C-终止,W-终止)种类的不同,总共建立了6种界面模型。研究结果还表明,以C原子为终端原子,且堆积方式为空心位点方式堆积的界面,拥有最高的结合能(9.53 J/m^(2))、最小的界面距离和最大的界面稳定性;差分电荷密度图以及分波态密度图(Pdos)表明,以C-终止、空心位点方式堆积的界面处,形成了强烈C-Ti共价键。 展开更多

关键词 WC/α-Ti界面 界面结合能 第一性原理

原文传递

镁合金表面DCPD涂层的制备及其界面结合机制研究

10

作者 李沛 李志 +1 位作者 杨建成 袁静 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期193-199,210,共8页

目的研究CaHPO_(4)·2H_(2)O(DCPD)与Mg的界面结合机制,以提高DCPD在镁合金表面的界面结合强度。方法利用电镀法在AZ31镁合金表面制备DCPD涂层,采用SEM、XRD、XPS等对涂层形貌及结构进行表征。同时,运用分子动力学模拟(MD)对DCPD在M... 目的研究CaHPO_(4)·2H_(2)O(DCPD)与Mg的界面结合机制,以提高DCPD在镁合金表面的界面结合强度。方法利用电镀法在AZ31镁合金表面制备DCPD涂层,采用SEM、XRD、XPS等对涂层形貌及结构进行表征。同时,运用分子动力学模拟(MD)对DCPD在Mg表面形成机制进行研究,通过统计界面层中不同组分的径向分布函数、密度分布、均力势、总能量等的变化,揭示DCPD/Mg的界面结合能、结合位点及结合方式。结果通过电镀法形成的DCPD涂层形貌为致密的荷花瓣状晶体,主要成分为CaHPO_(4)·2H_(2)O。模拟结果表明,CaHPO_(4)·2H_(2)O的4个晶面(010)、(-120)、(11-1)、(111)、(-120)与Mg的结合能最强(163.63 kJ/mol)。其中起“铆钉”作用的基团是HPO_(4)^(2-)和H_(2)O,结合位点主要为O与Mg,即HPO_(4)^(2-)和H_(2)O通过静电作用及范德华力与Mg形成Mg-HPO_(4)^(2-)和Mg-H_(2)O偶极对。研究发现,形成的偶极对中HPO_(4)^(2-)及H_(2)O的配位数分别为0.75和1.16,Mg-H_(2)O的解离能更大,结构更稳定。结论提出改善DCPD/Mg结合强度的方法,电镀前可将镁合金置于NH4H_(2)PO_(4)溶液中浸泡片刻,促进CaHPO_(4)·2H_(2)O(-120)晶面的形成。 展开更多

关键词 镁合金 DCPD涂层 界面结合能 界面结合位点 分子动力学模拟

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聚氨酯上浆剂与玻璃纤维界面结合分子动力学研究

11

作者 宋嘉祁 汪峰 +4 位作者 王矿 卓炎 孙壮壮 付一政 朱博 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期43-49,共7页

上浆剂可以有效提高玻璃纤维的织造效率。文章选择阴离子水性聚氨酯作为上浆剂对玻璃纤维进行上浆,采用分子动力学模拟方法,从分子尺度解析聚氨酯/玻璃纤维界面作用机制。研究了三种常见硅烷偶联剂对聚氨酯/玻璃纤维界面的影响,并通过... 上浆剂可以有效提高玻璃纤维的织造效率。文章选择阴离子水性聚氨酯作为上浆剂对玻璃纤维进行上浆,采用分子动力学模拟方法,从分子尺度解析聚氨酯/玻璃纤维界面作用机制。研究了三种常见硅烷偶联剂对聚氨酯/玻璃纤维界面的影响,并通过玻璃纤维力学性能实验进行了验证。模拟研究结果表明:界面中硅烷偶联剂能够提升聚氨酯上浆剂在玻璃纤维表面的界面结合能力,其中AWPU/KH570/GF模型的平均界面结合能最大(-191.488 kcal/mol),说明在KH570作用下,聚氨酯分子更容易与玻璃纤维表面形成优良的结合界面。实验结果表明:相较于其他两种硅烷偶联剂,KH570对提高聚氨酯上浆剂和玻璃纤维的界面结合性最佳,实验结果与模拟结论相符;通过单因素实验发现当AWPU质量分数为20%、KH570质量分数为4%时,玻璃纤维浆纱断裂强力和耐磨性能分别升高了5.6%和14.7%,并且集束性能最好。界面中硅烷偶联剂KH570显著增加了聚氨酯上浆剂/玻璃纤维的结合性能。 展开更多

关键词 玻璃纤维 聚氨酯 硅烷偶联剂 上浆剂 分子动力学 界面结合能

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硅烷偶联改性纤维乳化沥青抗剪切及界面结合性能研究 被引量：3

12

作者 白文君 孔林 徐浩 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2022年第5期883-888,共6页

针对玄武岩纤维表面较为光滑,与乳化沥青冷再生混合料界面结合力较弱等问题,采用硅烷偶联剂(KH550)对其进行表面处理.采用锥入度试验对比偶联改性纤维和基质纤维对乳化沥青抗剪切性能的影响.通过网篮吸持性试验、表面自由能接触角试验... 针对玄武岩纤维表面较为光滑,与乳化沥青冷再生混合料界面结合力较弱等问题,采用硅烷偶联剂(KH550)对其进行表面处理.采用锥入度试验对比偶联改性纤维和基质纤维对乳化沥青抗剪切性能的影响.通过网篮吸持性试验、表面自由能接触角试验分析硅烷偶联改性纤维与乳化沥青界面结合能力的改善作用.结果表明:随着MBF、BF掺量的增加,乳化沥青的锥入度值在逐渐下降,剪切强度逐渐升高.相同掺量下,硅烷偶联改性玄武岩纤维和玄武岩纤维对乳化沥青的最佳吸持率分别为285.92%、211.83%,最佳吸持率增加了72.33%.硅烷偶联改性纤维的粘附功为54.04 MJ/m^(2),比玄武岩纤维的44.17 MJ/m^(2)增长了9.87%.硅烷偶联改性玄武岩纤维提升了与乳化沥青的界面结合能力得到明显改善. 展开更多

关键词 玄武岩纤维 界面结合能力 锥入度 乳化沥青

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基于分子动力学探究复合绝缘子护套-芯棒老化界面的微观变化 被引量：1

13

作者 张胜杰 杨粤 +4 位作者 李媛媛 汪政 黄振 彭向阳 方鹏飞 《当代化工》 CAS 2023年第5期1146-1153,1175,共9页

为了研究复合绝缘子护套-芯棒界面进入水后发生的微观变化,通过Materials Studio分子动力学模拟软件建立护套-芯棒界面体系模型,探究不同老化程度界面的微观变化。结果表明:老化界面中的水分子会扩散到环氧树脂分子附近,并且随着水分子... 为了研究复合绝缘子护套-芯棒界面进入水后发生的微观变化,通过Materials Studio分子动力学模拟软件建立护套-芯棒界面体系模型,探究不同老化程度界面的微观变化。结果表明:老化界面中的水分子会扩散到环氧树脂分子附近,并且随着水分子数量逐渐增加,界面体系的总能量逐渐降低;此外,老化界面中硅烷偶联剂分子链的均方位移明显增大,界面的结合能明显降低。该文为研究复合绝缘子护套-芯棒老化界面发生的微观变化提供了初步解决方法和计算模型。 展开更多

关键词 复合绝缘子 分子动力学模拟 护套-芯棒界面 微观变化 均方位移 界面结合能

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锡界面层最佳厚度试验与模拟研究 被引量：4

14

作者 王尧 王建梅 +1 位作者 黄玉琴 项丹 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期106-113,共8页

锡界面层(或称镀锡层)在钢套(低碳钢)与内衬(巴氏合金)结合性方面起着至关重要的作用,最佳的锡界面层厚度可以使得钢套与内衬界面获得最佳的结合强度。考虑锡界面层厚度的影响因素,设计多因素水平的正交试验,得到锡界面层厚度关于表面... 锡界面层(或称镀锡层)在钢套(低碳钢)与内衬(巴氏合金)结合性方面起着至关重要的作用,最佳的锡界面层厚度可以使得钢套与内衬界面获得最佳的结合强度。考虑锡界面层厚度的影响因素,设计多因素水平的正交试验,得到锡界面层厚度关于表面粗糙度、镀锡温度、镀锡时间、镀锡次数等的函数关系式;运用分子动力学对钢套与内衬的界面结合能进行模拟分析,得到界面结合能关于锡层比例(锡层与巴氏合金层比例的简称)的函数方程,再根据实际轴瓦尺寸及锡界面层厚度关系式确定锡界面层最佳厚度与工艺控制参数;试验与模拟结果表明,锡界面层厚度为40μm时,其界面结合性能最好,界面结合强度最大,模拟结果与试验相符。锡界面层厚度关系式可直接适用于油膜轴承系列化产品的制造与修复应用中。 展开更多

关键词 镀锡层 正交试验 分子动力学 界面结合能 结合强度

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分子动力学模拟研究NR/BR力学性能和界面相互作用 被引量：4

15

作者 江浩 岳红 刘倩 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期64-68,共5页

运用分子动力学(MD)方法,模拟研究了天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)混合胶体的力学性能,从微观上解释了NR和BR共混后性能得到改善的原因,并通过界面结合能和径向分布函数分析揭示了混合物组分之间的相互作用的本质。结果表明,NR/BR的平均结... 运用分子动力学(MD)方法,模拟研究了天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)混合胶体的力学性能,从微观上解释了NR和BR共混后性能得到改善的原因,并通过界面结合能和径向分布函数分析揭示了混合物组分之间的相互作用的本质。结果表明,NR/BR的平均结合能为21.35kJ/mol,除去程序自行产生的能量校正值(-3.64kJ/mol),结合能在数值上近似等于非键能(17.91kJ/mol),表明NR/BR组分界面间的相互作用主要由范德华力构成。 展开更多

关键词 分子动力学 力学性能 界面结合能 径向分布函数

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基于第一性原理的α-Fe(001)/Mo_2FeB_2(001)界面性能的研究 被引量：2

16

作者 杨俊茹 王铭兰 +2 位作者 刘树 孙绍帅 陈学成 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第22期159-162,共4页

采用第一性原理方法,研究了α-Fe(001)/Mo_2FeB_2(001)界面性能。建立了4种不同的原子堆垛方式界面模型,计算了其界面粘附功、界面结合能和断裂功。结果表明,以空心位置堆垛的Fe终端界面性能最稳定,而顶部位置的Fe+B终端界面性能最不稳... 采用第一性原理方法,研究了α-Fe(001)/Mo_2FeB_2(001)界面性能。建立了4种不同的原子堆垛方式界面模型,计算了其界面粘附功、界面结合能和断裂功。结果表明,以空心位置堆垛的Fe终端界面性能最稳定,而顶部位置的Fe+B终端界面性能最不稳定,两者的裂纹断裂均趋向于发生在基体相或硬质相内。在此基础上,进一步分析了空心位置Fe终端界面模型和顶部位置Fe+B终端界面模型的电子结构,电荷差分密度图显示在空心位置的Fe终端界面系统中,界面处Fe原子与Fe原子间形成金属键,界面处Fe原子与Mo原子间形成金属键。在顶部位置的Fe+B终端界面系统中,界面处的Fe原子与B原子间形成共价键,但界面强度比空心位置的Fe终端界面系统低。分态密度显示界面处原子间重新排列,发生杂化,形成共价键,揭示了界面成键特性。 展开更多

关键词 α-Fe(001)/Mo2FeB2(001)界面 第一性原理 粘附功 界面结合能 电子结构

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合金元素对Cu/γ-Fe界面特性影响的第一性原理研究 被引量：4

17

作者 徐沛瑶 王宇飞 +2 位作者 高海燕 王俊 孙宝德 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期39-45,共7页

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算合金原子在Cu/γ-Fe界面不同点阵位置的置换能,确定合金元素在Cu/γ-Fe界面模型的占位。通过对晶格错配度、界面结合能、界面能和电子结构的计算分析合金元素对Cu/γ-Fe界面特性的影响。计算... 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算合金原子在Cu/γ-Fe界面不同点阵位置的置换能,确定合金元素在Cu/γ-Fe界面模型的占位。通过对晶格错配度、界面结合能、界面能和电子结构的计算分析合金元素对Cu/γ-Fe界面特性的影响。计算结果表明:合金元素B、Si、P、Al、Zr使界面结合能增大,增强Cu/γ-Fe界面稳定性;B、Si、P等11种合金元素则会使界面能降低,有利于γ-Fe的时效析出形核。因此,B、Si、P、Al、Zr可以促进γ-Fe的析出,同时形成稳定的γ-Fe相。通过合金原子相对体积、晶格错配度和差分电荷密度的计算,分析合金元素的作用机制。 展开更多

关键词 Cu/γ-Fe界面 第一性原理 界面能 界面结合能

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石墨烯增强钛基复合材料界面的第一性原理研究 被引量：4

18

作者 何小晶 原梅妮 +2 位作者 李立州 陈贺贺 史明东 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第10期96-100,共5页

为了研究钛基石墨烯复合材料的界面结构与性能,建立了石墨烯/钛单界面模型（GR/Ti）和双界面模型（Ti/GR/Ti）,运用第一性原理对界面模型进行能量最小化,计算了稳定界面的结合能、电子态密度、Mulliken布居以及径向分布函数。结果表明,... 为了研究钛基石墨烯复合材料的界面结构与性能,建立了石墨烯/钛单界面模型（GR/Ti）和双界面模型（Ti/GR/Ti）,运用第一性原理对界面模型进行能量最小化,计算了稳定界面的结合能、电子态密度、Mulliken布居以及径向分布函数。结果表明,双界面模型的粘附能是单界面模型的2.3倍,相互作用更强;两种模型的石墨烯表面均与最邻近的两层钛原子发生相互作用,最邻近的Ti层与C原子发生强烈杂化,Ti原子d轨道贡献最大,Ti/GR/Ti模型的电荷转移量更多,共价作用更强;确定了界面键合特性为金属键和共价键,Ti/GR/Ti双界面模型的晶体结构和电子性质在界面平滑过渡,各层原子之间结合更为紧密,结构更稳定。 展开更多

关键词 石墨烯/钛复合材料 界面结合能 电子态密度 Mulliken布居

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二维MoS_(2)压痕过程异质界面范德瓦耳斯力引起的撕裂行为 被引量：1

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作者 李耀华 董耀勇 +1 位作者 董辉 郑学军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期192-200,共9页

结合扫描电子显微镜视频模块和原位纳米力学测试系统,采用纳米压痕法研究了二维材料范德瓦耳斯异质结构的剥离撕裂行为.利用湿法转移将化学气相沉积法制备的二维MoS_(2)纳米片,在SiO/Si基底上组装成MoS_(2)/SiO异质结构,然后采用原位力... 结合扫描电子显微镜视频模块和原位纳米力学测试系统,采用纳米压痕法研究了二维材料范德瓦耳斯异质结构的剥离撕裂行为.利用湿法转移将化学气相沉积法制备的二维MoS_(2)纳米片,在SiO/Si基底上组装成MoS_(2)/SiO异质结构,然后采用原位力学杆探针对其实施压入实验.钨探针压入MoS_(2)纳米片形成W/MoS_(2)/SiO新的异质结构.探针回撤过程,黏附作用使二维MoS_(2)纳米片从SiO/Si基底剥离形成鼓包,达到一定高度后沿针尖接触圆弧线发生不完全穿透断裂.未断裂部分开始发生沿两个长条形裂纹面解理同时MoS_(2)/SiO界面分离,随后MoS_(2)纳米片发生大面积撕裂现象.通过密度泛函理论计算范德瓦耳斯异质界面结合能密度,结果表明MoS_(2)/W的界面结合能密度比MoS_(2)/SiO更大,解释了MoS_(2)纳米片在异质界面范德瓦耳斯力引起的黏附剥离现象.基于薄膜撕裂模型,利用扫描电子显微镜实时记录的MoS_(2)2纳米片剥离高度和撕裂长度,可确定MoS_(2)断裂强度为27.055 GPa和应力-应变关系.密度泛函理论计算结果表明,MoS_(2)断裂强度为21.7—32.5 GPa,应力-应变关系与薄膜撕裂模型实验测量结果基本一致.该工作有望在探究二维材料断裂强度、二维材料及其范德瓦耳斯异质结构器件的组装、拆卸的操控与可靠性设计方面发挥重要的指导作用. 展开更多

关键词 范德瓦耳斯异质结构 撕裂 界面结合能密度 断裂强度

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单相Al_2O_3陶瓷刀具材料的界面分子动力学模拟模型

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作者 周婷婷 黄传真 +2 位作者 刘含莲 邹斌 朱洪涛 《工具技术》 2012年第2期20-22,共3页

用分子动力学方法建立了三种单相Al2O3陶瓷刀具材料的界面模型,即Al2O3(001)/(00-1)、Al2O3(110)/(-210)和Al2O3(11-2)/(-1-1-2)。计算了其界面结合能,并比较了界面抗裂纹扩展能力。分析了Al2O3(11-2)/(-1-1-2)和Al2O3(11-2)-MgO-Al2O3(... 用分子动力学方法建立了三种单相Al2O3陶瓷刀具材料的界面模型,即Al2O3(001)/(00-1)、Al2O3(110)/(-210)和Al2O3(11-2)/(-1-1-2)。计算了其界面结合能,并比较了界面抗裂纹扩展能力。分析了Al2O3(11-2)/(-1-1-2)和Al2O3(11-2)-MgO-Al2O3(-1-1-2)两种界面模型的界面结合能,发现晶界相会降低界面结合强度和抗裂纹扩展的能力。 展开更多

关键词 Al2O3陶瓷刀具材料 分子动力学 界面模型 界面结合能

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