本项目采用第一原理分子动力学模拟研究了纳米金刚石薄膜的结构相变和表面重构,以及金刚石薄膜(110)表面不同方向上表面形态和抛光残余的本质。用第一性原理全能量平面波赝势方法模拟研究了类金刚石薄膜表面的结合强度与摩擦性能, 确定了相互作用模型以及排斥力作用范围, 研究了范德华排斥力在摩擦表面上的分布, 研究结果表明, 摩擦表层感受到的力在(001)和(110)2 个方向上表现明显不同, 而且(110)方向上摩擦力一直高于(001)方向上的摩擦力。在一维应力波的基础上建立测试金刚石薄膜涂层的实验装置,通过实验发现在涂层厚度低于微米量级时,现有的霍普金森实验装置无法达到测试结合强度的目的。同样基于应力波原理,通过改用粒子冲蚀法,较好的完成了对金刚石涂层结合强度的测试,实验表明其结合强度可达1.2GPa。本项目发表相关期刊论文11篇,会议论文7篇,获得专利三项,较好的完成了研究目标。
英文主题词nano-diamond films;ab-inition molecular dynamics;adhesion strength;stress wave