考虑空位缺陷的单晶硅纳米级磨削过程的分子动力学仿真

中国机械工程 ›› 2013, Vol. 24 ›› Issue (10): 1284-1288,1295.

考虑空位缺陷的单晶硅纳米级磨削过程的分子动力学仿真

郭晓光;张亮;金洙吉;郭东明

大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,大连,116021

出版日期:2013-05-25 发布日期:2013-05-28
基金资助:
国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目(2011CB706703);国家自然科学基金资助项目(50905025)
National Program on Key Basic Research Project (973 Program)（No. 2011CB706703）;
National Natural Science Foundation of China（No. 50905025）

Molecular Dynamics Simulation in Vacancy Defect Monocrystal Silicon Nanometric Grinding

Guo Xiaoguang;Zhang Liang;Jin Zhuji;Guo Dongming

Key Laboratory for Precision & Non-traditional Machining of Ministry of Education,Dalian University of Technology,Dalian,Liaoning,116021

Online:2013-05-25 Published:2013-05-28
Supported by:

National Program on Key Basic Research Project (973 Program)（No. 2011CB706703）;
National Natural Science Foundation of China（No. 50905025）

摘要/Abstract

摘要：

基于第一性原理，构建并验证了考虑空位缺陷的单晶硅纳米级磨削过程的分子动力学仿真模型。通过磨削过程的分子动力学仿真计算，从原子空间角度分析了单晶硅纳米级磨削过程中原子瞬间位置变化、温度波动、作用力大小和势能波动等变化，解释了纳米级超精密磨削过程中材料的去除过程，描述了切屑形成过程和加工表面形成机理。分析了空位缺陷对加工过程和表面质量的影响，并对空位在仿真过程中的作用进行了研究。

关键词: 空位缺陷, 纳米级磨削, 分子动力学仿真, 单晶硅

Abstract:

Based on the first principles,a molecular dynamics model of the grinding process of vacancy defect monocrystal silicon was built and verified.The instantaneous distribution of atoms,the temperature,the grinding force,and the potential energy in atomic scale were analyzed.Then the micro-scale mechanism of the grinding process was explained,and the chip formation process and the machined surface formation mechanism were described.The impact of vacancy on processing process and surface quality was analyzed and the effect of vacancy was also investigated during the simulation process.

Key words: vacancy defect, nanometric grinding, molecular dynamics(MD) simulation, monocrystal silicon

中图分类号:

TG580.1

郭晓光, 张亮, 金洙吉, 郭东明. 考虑空位缺陷的单晶硅纳米级磨削过程的分子动力学仿真[J]. 中国机械工程, 2013, 24(10): 1284-1288,1295.

GUO Xiao-Guang, ZHANG Liang, JIN Zhu-Ji, GUO Dong-Meng. Molecular Dynamics Simulation in Vacancy Defect Monocrystal Silicon Nanometric Grinding[J]. China Mechanical Engineering, 2013, 24(10): 1284-1288,1295.

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