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单晶硅纳米级磨削过程的理论研究
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG580.1[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,大连116021
  • 相关基金:国家自然科学基金资助重大项目(50390061);国家杰出青年科学基金资助项目(50325518)
中文摘要:

对内部无缺陷的单晶硅纳米级磨削过程进行了分子动力学仿真,从磨削过程中瞬间原子位置、磨削力、原子间势能、损伤层深度等角度研究了纳米级磨削加工过程,解释了微观材料去除、表面形成和亚表面损伤机理。研究表明:磨削过程中,单晶硅亚表面损伤的主要形式是非晶结构形式,无明显的位错产生,硅原子间势能的变化是导致单晶硅亚表面损伤的重要原因;另外,发现磨粒原子与硅原子之间有黏附现象发生,这是由于纳米尺度磨粒的表面效应而产生的。提出了原子量级条件下单晶硅亚表面损伤层的概念,并定义其深度为沿磨削深度方向原子发生不规则排列的原子层的最大厚度。

英文摘要:

The molecular dynamics method was employed to simulate the grinding process of defect -free monocrystal silicon, to explain the micro- scale mechanism of material removal, surface generation and sub- surface damage from the viewpoint of instantaneous distribution of atoms, grinding force, potential energy among silicon atoms and depth of damage layers. Under the conditions of present simulation, it is discovered that the subsurface damage is mainly composed of the amorphous layers,no obvious dislocations are found. And the subsurface damage of the monocrystal silicon is mainly concerned with the variation of potential energy among silicon atoms. The sorption among silicon atoms and diamond atoms is occurred due to the surface effect of the single grit. On atomic scales, the depth of subsurface damage layer of monoerystal silicon was defined as the maximal thickness of the atomic layers with random array in the subsurface of monocrystal silicon in the direction of grinding depth.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50788