纳米级金属/陶接口灾难性故障的表征和模拟
Xueqiong Fu1, Lihong Liang2, Yueguang Wei3
1Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials, Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen 518055, China.
ACS omega
|June 16, 2023
概括
金属/陶接口的灾难性故障与能量传输有关. 了解接口凝聚力的能量是防止断裂和提高复合材料可靠性的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 计算物理 计算物理
背景情况:
- 由于复杂的能量传输动态,金属/陶接口容易发生灾难性故障.
- 对材料设计来说,量化凝聚能在接口裂隙断裂中的作用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究金属/陶接口的准静态断裂过程.
- 为了区分散体和接口凝聚力的能量对裂纹断裂的贡献.
- 分析接口缺陷和模型厚度对故障机制的影响.
主要方法:
- 使用弹系列模型进行理论分析.
- 采用分子静态模拟来进行原子级别的表征.
- 检查了连贯和半连贯的fcc-metal/MgO (001) 接口系统.
主要成果:
- 弹系列模型的预测与连贯接口的模拟相一致.
- 缺陷接口与不合适的位移表现出疲弱的拉伸强度和粘合力.
- 较厚的模型显示规模效应,导致灾难性故障和弹回来.
结论:
- 接口缺陷显著削弱金属/陶接口.
- 模型厚度会影响故障行为,较厚的模型显示尺度效应.
- 材料和结构设计可以提高分层金属陶复合材料的可靠性.
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