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摘要
纳米尺度多层复合结构的动态冲击响应对半导体制造和微小粒子防护等具有重要意义。采用分子动力学方法模拟Si基底支撑的Ag-PMMA复合薄膜的抗冲击性能，通过对接触力响应、动能损耗、应力波传播、位错和损伤演化、侵彻深度等进行综合分析，解释了在衬底支撑条件下金属聚合物复合薄膜的能量耗散机制。结果表明，侵彻过程可以分为局部压缩阶段和整体变形阶段。在局部压缩阶段，Ag表面接触区域原子在高速冲击下由于应力集中效应直接转化为无定形结构，因而接触力达到侵彻过程的峰值。薄膜厚度主要在整体变形阶段产生影响：较薄的复合薄膜明显受到衬底的限制，在高速冲击下直接发生贯穿性损伤；而较厚的复合薄膜通过Ag的集体位错和PMMA的弹性变形耗散子弹动能，能够充分发挥各层材料特性。
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单位北京理工大学; 爆炸科学与技术国家重点实验室
