纳米器件滑动接触过程中,由于粘附磨损而很快失效,很难应用于工程实际。表面纹理通过降低比表面为降低磨损提供了解决方案。本项目拟建立纳观纹理表面往复滑动接触磨损问题的分子动力学模型,发展体积约束分子动力学方法,实现上述问题快速有效模拟;研究纳米尺度粘着效应与尺度效应作用下的磨损机理,通过数值模拟并辅以试验验证,全面分析往复滑动接触过程中表面纹理凸峰高度、凸峰形状、凸峰间距、纹理取向、纹理密度等参数,以及探针半径、下压深度、滑动速度、滑动方向等对磨损性能的影响规律;通过参数驱动的动画演示,研究磨屑、微裂纹及表面缺陷的产生和演化过程及其对磨损过程的影响。总结影响纳观磨损性能的主导因素,主动设计纹理表面,模拟研究其磨损性能,进而修正设计方案,通过表面纹理"设计-模拟-修正-再模拟-再修正"的循环数值试验研究,给出一套降低磨损的纹理表面设计方案,从而为改善纳米器件的磨损性能,提高使用寿命提供理论指导。
英文主题词Nanoscale;Textured surfaces;Reciprocating sliding contacts;Running-in stage;