金属多层膜界面、相变及相关力学性能的实验与理论研究

本项目采用分子动力学模拟和实验相结合，深入研究金属多层膜中的组元结构、晶胞参数、弹性模量差及生成热等因素对纳米多层膜力学性能的影响，着重研究生成热为正的系统中不同的界面结构（如非晶态，共格或非共格晶态界面等）对多层膜力学性能的影响规律。采用已建立的从原子作用势计算不同结构材料弹性常数的理论模型，用分子动力学模拟计算具有不同界面结构多层膜的弹性常数、界面能和界面应力，找出它们之间的相关性。用超高真空镀膜装置或离子束辅助沉积技术制备纳米多层膜，通过镀膜参数控制或固态界面反应获得不同的界面结构，并用高分辨截面电镜进行观察和纳米硬度计测量其硬度和杨氏模量。开展纳米硬度计中纳米压入过程的大规模分子动力学模拟，深入研究不同界面结构对多层膜硬度的影响机理。所获成果将有助于揭示多层膜中的超硬机理，为超硬薄膜的设计提供新的思路和理论指导。