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文檔簡介
1、硬和韌一向是材料性能矛盾的兩個方面,現(xiàn)代納米科技可能是解決這一矛盾的有效手段之一。Ti-Si-N納米復合薄膜以其硬度高、抗高溫氧化性能好、摩擦系數(shù)小、彈性模量高、和基體的結合力強、熱穩(wěn)定性優(yōu)良等性能正在成為超硬材料研究領域里的研究熱點。但是在研究探索過程中,實驗制備研究未能給出最佳的工藝參數(shù),性能研究也未能給出令人信服的超硬性的理論解釋。本課題的研究中,嘗試采用計算機仿真技術,通過數(shù)值方法模擬粒子沉積行為,給出不同工藝參數(shù)對薄膜微觀結構
2、的影響。 本文參照薄膜生長的初期的計算機仿真模型,建立薄膜沉積的三維無格點并行仿真程序。主要所做內(nèi)容有: 1、在過渡態(tài)理論(TST)基礎上,采用勢能面(PES)搜索方法,建立了動力學蒙特卡羅(KMC) 三維無格點仿真模型。借助Visual Studio .NET編程語言,開發(fā)了薄膜生長的仿真程序。采用該程序對Ti-Si-N表面生長過程進行仿真。程序運行穩(wěn)定,得到的數(shù)據(jù)基本可靠。 2、借助.NET Remoting
3、技術,初步實現(xiàn)跨應用域PC機群網(wǎng)絡并行計算,加快了仿真程序計算速度。 3、利用計算機數(shù)據(jù)庫技術對沉積粒子進行粗糙度和晶粒尺寸的識別。分析不同工藝參數(shù)對薄膜微觀結構的影響。模擬結果顯示:溫度的影響主要是粒子的遷移速率,溫度越高越趨于層狀生長;Si含量會加速粒子成核,Si含量越高晶粒越細?。怀练e率主要影響是下落粒子的間隔時間,影響效果和溫度相似。 但本文使用的作用勢為簡單經(jīng)驗對勢(Morse勢),計算精度有待進一步提高。薄膜
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