晶体材料纳米切削加工机理的研究

纳米加工技术己成为国家科学技术发展水平的重要标志，国防战略发展和纳米级高精度、高质量、低损伤尖端产品的迫切需求，促进了纳米加工技术的快速发展。在纳米尺度，理解材料的变形、去除机理对于加工高质量的微纳器件至关重要，多晶材料作为制造微纳器件的主体，具有晶粒尺寸较小、大比例晶界和缺陷结构极少的特征，但目前对于多晶材料的去除机理仍缺乏研究基础和理论依据。纳米DnT实验由于研究对象尺寸达到纳米量级，存在加工过程中材料的组织结构变化及缺陷演化难以动态观测和控制，可重复性差等问题，使之难以获得满意结果。从而科学计算和计算机仿真技术成为研究纳米加工技术的重要方法及必不可少的纽带和工具。但由于原子间的作用力比较复杂、求解困难、计算量大，以往的研究普遍采用理想条件、简化模型的方式进行预测，且与实际加工环境不符，预测结果出入较大。本文采用分子动力学方法和蒙特卡罗方法等仿真理论，基于实验数据建立贴近实际的晶体材料微观结构仿真模型，研究纳米晶体材料加工及其变形机理。这项研究对于理解晶体材料的超精密加工、纳米加工及其力学行为等方面具有重要的理论价值，对于微纳器件加工具有现实指导意义，为纳米晶体加工制造技术提供必要的理论支撑，能够有效的促进纳米加工制造业的发展。