单晶硅高速磨削亚表层损伤机制的分子动力学仿真研究

• 作者: 吕明 朱宝义 梁国星 黄永贵
• 来源期刊: 摩擦学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 单晶硅 高速磨削 亚表层损伤 分子动力学
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 845-853
• 页数: 9页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.16078/j.tribology.2017.06.017

摘要

运用分子动力学仿真模拟高速磨削下单颗金刚石磨粒切削单晶硅的过程,通过分析切屑、相变、位错运动并结合工件表面积的演变规律研究磨削速度对亚表层损伤和磨削表面完整性的影响.仿真结果显示:磨削速度的增大会加剧磨粒前端材料的堆积,超过200 m/s后增加不再明显.而加工区域的平均温度通过原子之间的挤压和摩擦会不断增大.在磨削温度、磨削力以及粘附效应的相互作用下,摩擦系数先增大后减小.晶格的变形、晶格重构和非晶相变导致切屑形成过程中的磨削力剧烈波动.研究结果表明:在加工脆性材料单晶硅过程中,随着磨削速度的升高亚表层损伤厚度先减小后增大.当磨削速度低于150 m/s时,随着磨削速度的升高,磨粒下方的原子晶格重新排列的时间缩短,非晶结构的产生减少,亚表层损伤厚度减小.当磨削速度超过150 m/s时,加工区域中的高温成为主导因素促进位错的成核、运动致使亚表层损伤厚度增大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吕明	太原理工大学机械工程学院精密加工山西省重点实验室	150	845	14.0	22.0
2	梁国星	太原理工大学机械工程学院精密加工山西省重点实验室	54	263	9.0	13.0
3	朱宝义	太原理工大学机械工程学院精密加工山西省重点实验室	2	8	1.0	2.0
4	黄永贵	太原理工大学机械工程学院精密加工山西省重点实验室	6	39	3.0	6.0