纳米缺陷对类金刚石薄膜失效的影响
编号:798
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更新:2023-03-24 10:55:16 浏览:159次
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摘要
类金刚石(diamond-like carbon,DLC)薄膜因其优越的机械强度、低摩擦系数、耐磨耐腐蚀的特点,广泛地作为涂层被运用在机械加工行业。然而,目前的薄膜制备水平仍不能达到纳米尺度上的完全均质,DLC薄膜成品在纳米尺度上有着一定的缺陷,这些缺陷影响了薄膜的变形机理。受制于二维薄膜镀层过小的厚度,实验上直接测量DLC薄膜的力学性能和观察其微观形态的变化难以实现。本文采用分子动力学方法研究了纳米缺陷对类金刚石薄膜力学性能和变形机理的影响。结果表明,缺陷的尺寸和其边缘几何形貌的尖锐程度对薄膜受拉失效的影响最大。“空位”缺陷尺寸越大,缺陷边缘越尖锐,DLC薄膜抗拉强度下降得越多,失效得越早。在变形过程中,DLC薄膜因其非晶结构会出现非均变形现象,而这些行为的活性又和DLC薄膜局部结构强度有关,缺陷区域周围的sp3C原子较少,抗变形的能力弱,导致了薄膜较早的受拉失效。缺陷的构型尖锐,应力集中更加严重,导致局部失效加剧,最终使得薄膜大范围开裂。
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