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SiC基底覆多层石墨烯力学强化性能分子动力学模拟
1
作者 陈晶晶 赵洪坡 +2 位作者 王葵 占慧敏 罗泽宇 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期372-382,共11页
微机电系统半导体SiC器件覆多层石墨烯的力学强化性能与塑性变形微观研究,将对提升该器件耐久性服役寿命期和强韧化机制理解起到显著作用.因此,本文基于分子动力学法探讨了石墨烯堆垛类型(AA和AB堆垛)和极端使役温度对其接触力学性能(... 微机电系统半导体SiC器件覆多层石墨烯的力学强化性能与塑性变形微观研究,将对提升该器件耐久性服役寿命期和强韧化机制理解起到显著作用.因此,本文基于分子动力学法探讨了石墨烯堆垛类型(AA和AB堆垛)和极端使役温度对其接触力学性能(最大承载荷、硬度、杨氏模量、接触刚度)、微结构演化、接触质量、褶皱形貌、位错总长的影响,解释了SiC基底覆多层石墨烯力学强化的原子尺度机制.研究发现:相同使役温度下,随覆石墨烯层数增加,SiC基底微结构的棱柱形位错环演化中越早发生脆断;石墨烯AB堆垛在最大压深时的C-C键断裂会导致石墨烯优异面内弹性变形丧失,以致其最大承载性呈现断崖式下降.研究表明:SiC基底覆三层石墨烯的力学强化性能是纯SiC的2倍,该强化效应不受石墨烯堆垛类型影响,其力学强化机制主要源于多层石墨烯受载加大会引起石墨烯面内褶皱增大,从而增大界面接触刚度,触发界面接触质量减小所致.使役温度升高,会激发原子振动频率增大,诱导界面接触原子数增多,以致界面接触质量增大,而界面接触刚度随之减弱,最终引起SiC基底覆多层石墨烯力学性能随温度升高呈近似直线下降.此外,SiC基底的亚表层应力集中会诱导基底内的微结构产生滑移与演变;基底覆石墨烯层数增加可有效减小基底亚表层的应力集中分布程度,从而对基底起抗载保护作用. 展开更多
关键词 SIC 多层石墨烯 力学强化 分子动力学 接触刚度
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单晶碳化硅接触中亚表层损伤与破坏机理的原子尺度分析
2
作者 王胜 周俏亭 +1 位作者 占慧敏 陈晶晶 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期943-951,共9页
基于分子动力学的Vashishta势函数研究了碳化硅纳米压痕受载诱导产生的位错环演变特征、相变转化数额和接触力学性能,分析了极端使役温度对其亚表层损伤行为和接触力学性能的影响。结果表明:碳化硅材料亚表层损伤主要以位错形核、位错... 基于分子动力学的Vashishta势函数研究了碳化硅纳米压痕受载诱导产生的位错环演变特征、相变转化数额和接触力学性能,分析了极端使役温度对其亚表层损伤行为和接触力学性能的影响。结果表明:碳化硅材料亚表层损伤主要以位错形核、位错堆积和位错滑移方式发生塑性变形,接触时的位错环历经位错形核、位错环生成增大、位错环繁衍增殖和位错环脆断等四个阶段。较高的使役温度,使碳化硅材料的最大承载性、硬度、杨氏模量和接触刚度曲线呈类抛物线趋势下降。其主要原因是,温度越高碳化硅晶格点阵越容易摆脱原子键能的束缚而产生晶格点阵缺陷,位错的产生导致材料亚表层发生应力集中,最终使碳化硅材料接触时的力学性能大大降低。此外,亚表层应力集中也使碳化硅材料内相变结构由立方碳化硅向闪锌矿碳化硅类型转变。随着温度的升高立方碳化硅和闪锌矿碳化硅的相变结构随之增多。另外,半导体器件中的碳化硅受载时发生的相变对使役温度的依赖极为显著。温度升高引起碳化硅晶格相变和表面随机粗糙斑点的产生,是产生接触黏着的主要原因。 展开更多
关键词 无机非金属材料 亚表层损伤 单晶碳化硅 接触力学性能 位错环
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纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金的拉伸力学性能
3
作者 陈晶晶 占慧敏 +3 位作者 吴昊 朱乔粼 周丹 李柯 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期614-624,共11页
研究了纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金在拉伸过程中塑性变形产生的空洞裂纹的演化进程与其拉伸力学性能的相关性,比较了服役温度和平均晶粒尺寸对纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金和纳米晶Ni的拉伸力学性能、微结构演化以及位错总长的影响。结果表明... 研究了纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金在拉伸过程中塑性变形产生的空洞裂纹的演化进程与其拉伸力学性能的相关性,比较了服役温度和平均晶粒尺寸对纳米晶CoNiCrFeMn高熵合金和纳米晶Ni的拉伸力学性能、微结构演化以及位错总长的影响。结果表明:服役温度从低温10 K升到高温1000 K时多晶CoNiCrFeMn高熵合金比单晶CoNiCrFeMn高熵合金屈服应力的降幅分别为14.9%、13.1%和17.4%;多晶Ni比单晶Ni屈服应力的降幅分别为38.9%、30%和32.3%。同时,随着服役温度的提高,纳米晶高熵合金和纳米晶镍的弹性模量和屈服强度呈线性下降趋势。晶界缺陷诱导的内应力和空洞裂纹缺陷,使多晶镍的屈服应力比单晶高熵合金百分比的降幅更大;空洞裂纹缺陷的产生和其外形尺寸改变是材料服役力学性能急剧下降以及纳米晶高熵合金和纳米晶镍拉伸力学性能显著差异的根本原因。拉伸载荷使多晶材料晶粒内先产生极多的内秉堆垛层错,且随着温度的升高大晶粒易分化出细小晶粒并出现晶粒细化的纳观现象。同时,受内应力的诱导多晶高熵合金和多晶镍更易在晶界边缘产生新位错,且位错分布与内应力分布的趋势一致;随着温度的升高热胀冷缩使多晶材料的晶界范围进一步扩张,使应力的分布区域比在低温下更大。 展开更多
关键词 金属学 空洞裂纹 晶粒尺寸 温度响应 拉伸力学性能 分子模拟
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铁肩担道义
4
作者 占慧敏 《作文与考试（高中版）》 2023年第16期37-38,共2页
“铁肩担道义,妙手著文章。”这是一百多年前,李大钊先生对于知识分子的殷殷期盼。时至当下,随着教育的普及,人们的整体文化水平不断提高,能写出好文章的“妙手”层出不穷,然而勇担道义的“铁肩”却稀缺又可贵。时下,确实有那么一批人,... “铁肩担道义,妙手著文章。”这是一百多年前,李大钊先生对于知识分子的殷殷期盼。时至当下,随着教育的普及,人们的整体文化水平不断提高,能写出好文章的“妙手”层出不穷,然而勇担道义的“铁肩”却稀缺又可贵。时下,确实有那么一批人,也就是北大教授钱理群口中的“精致的利己主义者”,他们有很高的智商和丰富的学识,但却只为追逐一己已利益。 展开更多
关键词 北大教授 殷殷期盼 钱理群 李大钊 妙手 知识分子
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效能信息不对称下考虑零售商过度自信的供应链上游创新决策研究
5
作者 杜先进 李岚琪 +1 位作者 桑梓婷 占慧敏 《工业工程与管理》 CSCD 北大核心 2023年第6期67-79,共13页
本文构建了由一个制造商和一个零售商组成的两级供应链,基于信号博弈方法研究了创新效能信息不对称及零售商过度自信对供应链成员创新投入等决策及收益的影响。研究发现:伴随创新效能不确定性增强,分别形成混同均衡、向下扭曲与无扭曲... 本文构建了由一个制造商和一个零售商组成的两级供应链,基于信号博弈方法研究了创新效能信息不对称及零售商过度自信对供应链成员创新投入等决策及收益的影响。研究发现:伴随创新效能不确定性增强,分别形成混同均衡、向下扭曲与无扭曲的分离均衡,零售商过度自信会使无扭曲的分离均衡决策区间变宽;在混同与无扭曲的分离均衡中,零售商过度自信不利于制造商的创新投入及其收益;高创新效能出现概率增大并不总会带来好的效果,混同均衡下的创新投入水平与制造商收益反而受到消极影响,而无扭曲的分离均衡下则相反。数值分析显示,一定程度的过度自信可以提升零售商收益。总体来看,制造商应实施信息共享以获得更高的创新投入和利润水平。 展开更多
关键词 供应链创新 信息不对称 创新效能 过度自信 信号博弈
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基于全原子模拟的铜/石墨烯塑性变形行为与力学强化性能分析
6
作者 陈晶晶 占慧敏 +5 位作者 杨旭 李柯 张铜 邹小莲 刘莹 李凯 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期174-184,共11页
对铜/石墨烯塑性变形行为与强化性能分析对膜-基界面耦合提升金属材料使役性能起促进作用,也为纳米铜强韧机制理解提供有益参鉴价值。基于纳米压痕法对石墨烯膜-单晶铜基底的接触特性展开全原子模拟。分析基底表面有无石墨烯、覆石墨烯... 对铜/石墨烯塑性变形行为与强化性能分析对膜-基界面耦合提升金属材料使役性能起促进作用,也为纳米铜强韧机制理解提供有益参鉴价值。基于纳米压痕法对石墨烯膜-单晶铜基底的接触特性展开全原子模拟。分析基底表面有无石墨烯、覆石墨烯层数、基底晶面不同的塑性变形行为与力学强化性能,探讨石墨烯边界效应的褶皱对界面接触质量与强化性能的影响。研究表明:对铜/石墨烯而言,纳米压痕时的载荷与位移曲线保持线性关系,主要源于石墨烯面内弹性变形呈均匀化;相比纯铜,铜表面覆石墨烯的承载性更高,其弹性模量与硬度随覆石墨烯层数增加而线性增大。结果指出:铜表面覆三层石墨烯的硬度与弹性模量比纯铜提高约7.4倍,其强化效应源自石墨烯受载产生的面内均匀弹性变形与压头-膜基界面接触质量的协同作用;石墨烯褶皱处的应力集中易诱驱铜上表面产生类褶皱波纹的塑性变形痕迹。相比双边界固定的石墨烯而言,单边界固定的石墨烯褶皱变形更大,界面接触质量有所增加,而强化效果相比却降低28%。当覆石墨烯层数相同时,不同晶面铜/石墨烯的力学性能和膜-基界面塑性变形有着显著各向异性特征。研究结果对微机电系统金属器件力学性能提升有重要作用。 展开更多
关键词 褶皱效应 界面接触质量 金属强化 石墨烯层数 分子模拟
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