收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米级粗糙表面粘着接触行为的分子动力学模拟

雷海东  
【摘要】: 在宏观世界中,两个或两个以上的物体通过局部边界相互接触而实现力或运动传递的问题称为接触问题,它是摩擦学研究的重要分支之一,是分析摩擦磨损和润滑问题的基础。接触问题广泛存在于现实生活的众多领域,微/纳接触问题已经成为严重制约MEMS技术发展的关键性问题。MEMS接触面通常都比较光滑,当微表面静止接触或两表面间隙处于纳米量级时,由于表面粘附力使其两表面接触在一起,产生了高摩擦、高磨损,这不仅使微器件的性能受到严重影响,还会导致动作失效,而且在微构件的制造中,是造成废品的重要因素之一,直接导致MEMS的一次成功率降低,成本增大。 为了搞清楚纳米接触的实质,并建立正确的理论体系尤其是更接近真实表面的粗糙表面接触的理论,对MEMS器件的设计与制造的过程中涉及的一些现象如粘附失效、摩擦、磨损等做出合理的解释,并用之来指导MEMS器件的设计与制造,提高产品的性能,合格率,制造新产品,本论文通过分子动力学(Molecular Dynamics)方法,以金刚石为例,采用Tersoff势研究了刚性光滑表面球体探头与弹性基体的粘着接触过程,论证了宏观接触模型是否适用于预测纳米尺度接触行为。结果表明小载荷范围内,粘附力影响接触行为,载荷—接触面积关系与COS一致,大载荷范围内,接触行为由材料的体相性质决定,与Hertz理论相一致。 同时,我们通过W-M函数有效的表征分形粗糙表面,采用Tersoff势研究了具有不同分形维数的分形粗糙表面的刚性球体探头与弹性基体的粘着接触过程,初步探讨了表面形貌对粘着特性的作用与影响,分析了不同分形维数下载荷与接触位移、接触面积的关系。结果表明,粗糙形貌对载荷、位移曲线的影响,与光滑时的粘附作用类似,分形形貌仅在小载荷范围内产生影响,而在大载荷范围内,载荷、位移曲线由材料的体相性质决定。真实接触面积与载荷存在线性关系,与G-W模型定性地一致。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张翠娟;程岳山;何国芳;;蒙脱石狭缝中二氧化碳的分子动力学模拟[J];广东化工;2007年01期
2 宋海洋;查新未;;碳纳米管/金复合材料拉伸力学性能的分子动力学模拟[J];稀有金属材料与工程;2008年07期
3 汪志刚;邱姝颖;文玉华;;纳米团簇熔化过程的分子动力学模拟[J];原子与分子物理学报;2008年04期
4 李建华;郑清川;吕绍武;;细胞死亡蛋白的三维结构及活性位点的理论研究[J];分子科学学报;2008年04期
5 李振泉;郭新利;王红艳;李青华;苑世领;徐桂英;刘成卜;;阴离子表面活性剂在油水界面聚集的分子动力学模拟[J];物理化学学报;2009年01期
6 王胜强;杨建华;胡祖美;王金渠;;分子动力学模拟预测CO_2和CH_4在DDR膜中的吸附现象[J];石油学报(石油加工);2009年02期
7 赵熹;王嵩;徐晓华;黄旭日;;分子模拟研究烯二炔环发色团分子从新制癌菌素的释放机理[J];化学学报;2009年16期
8 李凌;郭丽;杨茉;卢玫;余敏;;纳米流体导热系数的分子动力学模拟[J];工程热物理学报;2010年11期
9 丁伟;史鹏;于涛;刘宏彬;曲广淼;栾和鑫;;不同浓度表面活性剂聚集形态的分子动力学模拟[J];科学技术与工程;2011年01期
10 孙铁东;赵熹;黄旭日;;采用分子动力学模拟方法评价人类VDAC通道蛋白晶体结构的生物活性[J];高等学校化学学报;2011年02期
11 彭维恩;;理论视阈下氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的方法探讨[J];技术与市场;2011年09期
12 沈海军,姚卫星,史友进;纳米碳管在HyperChem中的自动生成及其力学性能探究[J];计算机与应用化学;2004年03期
13 赵艳红,张广财,李英骏;冲击波下金属铜的分子动力学模拟[J];聊城大学学报(自然科学版);2005年02期
14 孙炜,陈中,黄素逸;模型流体扩散系数与温度关系的分子动力学模拟[J];武汉化工学院学报;2005年04期
15 滕智津,韩振为;分子动力学模拟蛋白质吸附过程中势能函数计算的分组简化[J];计算机与应用化学;2005年05期
16 刘子江;程新路;张芳沛;杨向东;郭媛;;MgSiO_3状态方程的分子动力学模拟(英文)[J];化学物理学报(英文版);2006年01期
17 颜克凤;密建国;仲崇立;;用分子动力学模拟天然气水合物的抑制效应[J];化学学报;2006年03期
18 陈楚;段海明;张军;;Fe_(55)团簇预熔化的分子动力学研究[J];新疆大学学报(自然科学版);2006年01期
19 李欣;胡元中;王慧;;磁盘润滑膜的结构和铺展特性研究[J];润滑与密封;2006年07期
20 王进;曾凡桂;王军霞;;锂-,钠-,钾水化蒙脱石层间结构的分子动力学模拟[J];化学学报;2006年16期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙倩;陈景文;盛连喜;;柠檬酸在富勒烯表面吸附的分子动力学模拟研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 张文生;王渊;叶家元;;分子动力学模拟水化硅酸钙中铝部分取代硅后结构的变化[A];中国硅酸盐学会水泥分会第三届学术年会暨第十二届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2011年
3 韩晨;王建平;;非天然氨基酸与生物水相互作用的从头算分子动力学模拟[A];第一届全国生物物理化学会议暨生物物理化学发展战略研讨会论文摘要集[C];2010年
4 刘小明;由小川;庄茁;;纳米摩擦过程的分子动力学模拟[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
5 孔祥谦;欧阳斯盛;梁中洁;叶飞;陈丽敏;罗成;蒋华良;;赖氨酸特异性去甲基化酶1催化反应机制的理论研究[A];第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2011年
6 徐文生;孙昭艳;安立佳;;硬球胶体结晶行为的分子动力学模拟[A];中国化学会第28届学术年会第15分会场摘要集[C];2012年
7 王华;苑世领;;分子动力学模拟研究表面活性剂与聚合物之间的相互作用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
8 朱卫华;肖鹤鸣;;含能晶体叠氮化银温度行为的从头算分子动力学模拟[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
9 侯兆阳;;液态金属凝固过程中团簇结构的形成与演变特性的分子动力学模拟研究[A];2007“与统计有关的凝聚态物理中一些数值计算问题”研讨会论文集[C];2007年
10 刘鹏;邵学广;蔡文生;;分子项链稳定构象的理论研究[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陶进;乙酰辅酶A羧化酶的羧基转移酶功能域的理论计算研究[D];吉林大学;2010年
2 韩秀丽;氢在钛晶体中作用的第一原理计算和分子动力学模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 高虹;冷喷涂中激波及粒子沉积过程研究[D];重庆大学;2010年
4 崔新林;冲击波压缩下铁的结构相变及微观机理研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
5 梁苏会;基于多体势的分子动力学研究合金系统晶态—非晶态相变[D];清华大学;2010年
6 王小清;CLC氯通道蛋白的结构与功能关系的研究[D];武汉大学;2010年
7 张世良;硅熔化与快速凝固过程的模拟研究[D];燕山大学;2010年
8 左光宏;纳米颗粒与环境水结构对蛋白质构象影响的分子动力学模拟研究[D];复旦大学;2010年
9 孔哲;硅/二氧化硅表面自组装单分子膜的性质、制备及应用研究[D];浙江大学;2011年
10 王金照;汽泡成核的分子动力学研究及纳米颗粒对成核的影响[D];清华大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷海东;纳米级粗糙表面粘着接触行为的分子动力学模拟[D];重庆大学;2010年
2 杜雄杰;硅团簇结构硅团簇结构、形变以及相应力学特性的分子动力学模拟[D];河北科技大学;2010年
3 章伟;氧化铝基纳米陶瓷刀具材料界面分子动力学模拟研究[D];山东大学;2010年
4 张玉新;混合量子经典方法研究蛋白质与配体的相互作用[D];山东师范大学;2010年
5 梁晓风;一维纳米孔道材料中扩散的分子动力学模拟[D];中北大学;2011年
6 赵涛涛;阴离子表面活性剂与无机盐的相互作用[D];山东大学;2010年
7 唐静;溴化锂溶液性质的分子动力学模拟[D];大连理工大学;2011年
8 周登山;功能化石墨烯/聚合物体系的分子间相互作用力的分子动力学模拟研究[D];中国石油大学;2010年
9 郭风晨;纳米尺度双金属轧制的分子动力学模拟[D];燕山大学;2011年
10 王洋;掺硅类金刚石膜的微观结构和摩擦学性能的分子动力学模拟研究[D];北京交通大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘曙甲 刘志伟;纳米级高效发光材料制成[N];科技日报;2002年
2 通讯员 项金良 记者 方张接;民企斥巨资进军纳米产业[N];杭州日报;2005年
3 志成;我国制成纳米级高效发光材料 [N];中国有色金属报;2002年
4 本报记者 韩涧明;纳米级加工有市场价值吗[N];中华建筑报;2004年
5 本报记者  华凌;用DNA建造纳米级机器人[N];科技日报;2007年
6 ;年产1000吨纳米级二氧化硅工艺[N];中国化工报;2003年
7 记者 陈丹;世界最小汽车长不过4纳米[N];科技日报;2005年
8 王聪;纳米级中药微胶囊诞生[N];中国中医药报;2001年
9 吴挺;精彩还在纳米后[N];计算机世界;2008年
10 李俊国;纳米级中药微胶囊生产技术在西安诞生[N];中国高新技术产业导报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978