以多晶Cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法技术

本发明专利技术公开了以多晶Cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，该方法包括：一、建立N i@SWCNT/Cu复合材料的分子动力学模型；二、对分子动力学模型进行拉伸、压缩和摩擦性能测试；三、对分子动力学模型进行拉伸、压缩和摩擦性能测试；四、对分子动力学模型进行纳米微区性能分析。本发明专利技术在碳纳米管/铜复合材料中引入了金属镀层界面改性和多晶晶粒、晶界，建立了更加符合实际情况的分子动力学模型，可视化观察结构破坏的过程，分析微观结构变化和应力结果。研究晶界和位错对复合材料的力学性能的影响。通过对N i@SWCNT/Cu复合材料力学性能的分析，为实验和工厂制备提供机理分析与参考价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分子动力学模拟，具体是以多晶cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法。

技术介绍

1、碳纳米管增强金属基复合材料的研究引起了研究者们广泛的关注。虽然在各种金属基复合材料领域展开了大量研究，但目前的cnts增强铜基复合材料的研究结果都要低于预期值，主要原因为cnts与铜之间的界面结合性不好，同时与cnts的加入的分散性工艺有关。cnts/铜基复合材料的界面问题中，金属在碳纳米管上的润湿和黏附结合很关键，目前的研究多以粉末冶金制备为主。

2、近年来，随着材料学研究对象的空间尺度的不断变小，材料研究越来越依赖于高端的测试技术，研究难度和成本也越来越高，仅仅依靠实验来进行材料研究已难以满足现代新材料研究和发展的要求。与实验方法相比，由于初始成本、设备可用性和时间限制，分子动力学模拟是研究原子尺度变形行为的最佳方法。

3、cnt和铜的弱界面结合和cnt自身的小尺度性加大了对其进行实验研究的难度。因此需要通过分子动力学模拟cnt/多晶铜复合材料的动力学过程，分析其力学性能并从原子尺度研究其结构变化过程，以揭示其强韧化机理，为cnt本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.以多晶Cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的以多晶Cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤二的边界条件，拉伸或压缩模型在三个方向上都使用周期性边界条件；摩擦模型在X、Y轴方向上使用周期性边界条件，在Z轴方向上使用固定边界，模拟时间步长为1fs，原子近邻数为2.0bin。

3.根据权利要求1所述的以多晶Cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤三建立的研究拉伸、压缩的模型尺寸为模型中只包含一根平行于Z轴的单壁碳纳米管；研究摩擦磨损的模型尺寸为模型包含3根平行于Y轴的...

【技术特征摘要】

1.以多晶cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的以多晶cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤二的边界条件，拉伸或压缩模型在三个方向上都使用周期性边界条件；摩擦模型在x、y轴方向上使用周期性边界条件，在z轴方向上使用固定边界，模拟时间步长为1fs，原子近邻数为2.0bin。

3.根据权利要求1所述的以多晶cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤三建立的研究拉伸、压缩的模型尺寸为模型中只包含一根平行于z轴的单壁碳纳米管；研究摩擦磨损的模型尺寸为模型包含3根平行于y轴的单壁碳纳米管。

4.根据权利要求1所述的以多晶cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：所述步骤四中，摩擦模型先用change_box命令增加z轴的长度，再在增加的空间中使用create_atoms命令建立磨头部分，磨头定义的形状为球形，直径小于y轴宽度硬度为金刚石，并使用fix nve/noforce命令将磨头设置为刚体。

5.根据权利要求1所述的以多晶cu作为基体的复合材料分子动力学模拟方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘意春，张猷琨，江洪渠，邹迪华，张娅婷，于杰，徐旭辉，陶静梅，鲍瑞，李才巨，易健宏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：