杨晓京
,
李勇
,
谷汉卿
,
张卫星
有色金属工程
doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2015.04.001
利用纳米压痕仪和原子力显微镜对微纳米尺度下单晶锗表面在不同刻划速度和载荷下的切削特性进行试验研究.结果表明,在定载荷的条件下,刻划速度越大,沟槽两侧切屑堆积体积越大,沟槽的深度也逐渐增大.切削力随着刻划速度的增加而增加,同时还发现,刻划速度越大,切削力越趋于稳定,波动越小.在较低载荷刻划下,单晶锗表面划痕细小,深度较浅且不明显.随着载荷的逐渐增大,划痕宽度及深度也逐渐增大.沟槽两侧及探针前端有明显的切屑堆积,切削力及切削深度随载荷增大而增大,但并非呈线性增长.
关键词:
微纳米尺度
,
单晶锗
,
切削特性
,
划痕试验
李勇
,
杨晓京
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.02.033
采用分子动力学方法对不同刀尖圆弧半径时在纳米级尺度下切削加工单晶铜表面的过程进行分子动力学建模、计算与分析,研究不同刀尖圆弧半径对单晶铜纳米切削过程中微观接触区域原子状态和作用力变化的影响规律.研究结果发现:在单晶铜纳米切削过程中,切削作用力、位错及位错发射等缺陷随着切削厚度或刀尖圆弧半径的增大而增加;在相同切削厚度,相同切削距离下,刀尖圆弧半径越大,在刀具前方堆积的切屑体积越小.此外,在切削距离为1 nm时,切削作用力发生突变;在切削距离1 nm到2 nm时,可以明显看到随切削距离的增加,刀尖圆弧半径越小,切削作用力上升幅度越大.在切削距离为3.5 nm时,切削作用力基本保持稳定波动,其主要原因是位错等缺陷的产生引发作用力的波动.
关键词:
纳米切削
,
刀尖圆弧半径
,
位错
,
分子动力学
杨晓京
,
刘艳荣
,
杨小江
,
方聪聪
稀有金属材料与工程
利用纳米压痕仪和原子力显微镜,分别对单晶锗Ge (100)、Ge (110)、Ge (111)3种晶向的表面进行纳米尺度下的摩擦磨损试验.在较大载荷的条件下,3种不同晶面取向的单晶锗磨损情况均呈现沟槽形式,沟槽两侧出现明显的碎屑堆积现象.在划痕试验过程中,单晶锗的磨损性能受晶面取向影响较小;单晶锗的摩擦力随着滑动速度的增加而增加.而且,随着滑动速度的增大,晶体表面出现严重的磨损-沟槽损伤,沟槽两侧碎屑堆积的体积也越来越大,沟槽的深度也逐渐增大;单晶锗在较低载荷下,摩擦力基本保持稳定,但随着载荷的增大,单晶锗的摩擦力呈非线性增长,载荷增大一定值时,晶体表面发生明显的由塑性变形向脆性破坏转变的脆塑转变过渡过程,导致单晶锗表面发生脆性剥离,形成沟槽两侧碎屑堆积.
关键词:
纳米尺度
,
单晶锗
,
纳米压痕
,
各向异性
,
摩擦
,
磨损
杨晓京
,
李勇
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.08.021
利用纳米压痕仪和原子力显微镜对微纳米尺度下单晶铜各向异性表面在不同载荷和刻划速度下的切削特性进行实验研究.结果表明:单晶铜各晶面表面在较低载荷下,划痕细小且不明显.随着载荷的逐渐增大,划痕深度和宽度逐渐变大,并形成明显的沟槽,在沟槽的两侧出现明显的侧流现象,探针前方出现切屑堆积,尤其单晶铜Cu(100)切屑堆积较明显;单晶铜Cu(100)在刻划速度为10 μm/s、50μmn/s时,切削力无明显变化规律,其余两晶向都是在同等载荷下,刻划速度越大,切削力越大.随着刻划速度的增大,切削力趋于稳定;载荷越大,切削力越大,其相应摩擦系数也增大.
关键词:
微纳米尺度
,
单晶铜
,
各向异性
,
切削特性
杨晓京
,
李勇
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn.1673-2812.2015.04.008
利用纳米压痕仪和原子力显微镜,分别对单晶硅Si(100)、Si(110)、Si(111)三种晶面取向的表面进行微纳米尺度下的切削性能进行了实验研究.实验结果表明:在定载荷下,刻划速度的大小对单晶硅Si(100)、Si(110)晶面取向的切削力、摩擦系数的大小影响较小,但对单晶硅Si(111)晶体取向影响较大;在较低载荷下,单晶硅各晶面取向表面划痕细小,深度较浅且不明显,切削力大小无明显变化规律.随着载荷的逐渐增大,划痕宽度及深度也逐渐增大,切削力也相应增大,但并非呈线性增长.当载荷增大到一定值后,单晶硅各表面发生严重的塑性变形,变形积累一定程度后,沟槽两侧及探针前端形成明显的切屑堆积.
关键词:
微纳米尺度
,
单晶硅
,
切削特性
,
刻划实验
