单晶锗纳米尺度分层多次切削的分子动力学模拟

杨晓京; 余证; 刘宁; 赵垒

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单晶锗纳米尺度分层多次切削的分子动力学模拟

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运用分子动力学方法研究了单晶锗材料在多次切削过程中晶体结构的演化和相变.比较了在相同的总加工深度下采用两次不同预设切削深度加工单晶锗后表面/亚表面损伤程度、温度和应力的变化.研究结果表明:切削过程中切削区原子发生高压相变,原子结构从Ge-Ⅰ结构转变为无定形结构,使工件发生塑性变形,切屑以塑性方式去除;切削结束后由于压力和温度释放,少量无定形结构原子重新转变为Ge-Ⅰ结构或六方金刚石结构,而无定形结构主要是β-tin结构和非晶体结构;预设切削深度增加,材料的去除量和亚表面损伤深度增加,其损伤深度不受前一次切削深度影响,仅与最终预设切削深度相关,并且在同样条件下,多次切削比单次切削更有利于降低亚表面损伤深度和提升加工效率.此外,原子相变与σxx和σHyd相关,亚表面损伤深度与σyy相关,两次预设切削深度接近或相等时,工件内部应力均衡有利于形成较好的加工表面.

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来源
《材料科学与工程学报》 |2021年第3期|437-444451|共9页
作者
杨晓京; 余证; 刘宁; 赵垒;
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作者单位

昆明理工大学机电工程学院云南昆明 650500;

昆明理工大学机电工程学院云南昆明 650500;

昆明理工大学机电工程学院云南昆明 650500;

昆明理工大学机电工程学院云南昆明 650500;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类切削过程机理;
关键词
单晶锗; 晶体结构演化; 分子动力学; 亚表层质量;

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