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摘要
为深入了解纳米金属多层膜在沉积法交替制备中,因晶格失配制备出不同半共格界面的金属多层膜受载诱导的力学特性差异的机制,本文作者基于经典力学的分子动力学法,对半共格Cu基Ni膜和Ni基Cu膜两种界面结构的力学性能展开探析,揭示出多层膜半共格界面失配位错网与压痕诱导产生可动位错的相互作用规律.研究发现:铜镍双层膜半共格界面结构可有效提升力学性能,归因于铜镍半共格界面受载产生的柏氏矢量Shockley分位错的差异. Cu基Ni膜半共格界面上的失配位错网对压痕中产生的可动位错表现为排斥,有利于位错穿透半共格区域进入铜基中,对外表现为强化作用;Ni基Cu膜半共格界面上的失配位错网对压痕中产生的可动位错表现为吸引,阻碍位错穿透半共格区域进入镍基中,对外表现为软化作用,增强了材料抵抗变形的能力、耐磨性和韧性.该性质差异可用Koehler提出的两种不同材料模量间镜像力理论解释.此研究结果对铜镍多层膜作为涂层应用于微机电系统、海洋装备和航空航天等重大战略领域有着重要理论指导意义与借鉴价值.
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