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开展对金刚石研磨的分子动力学模拟之前,重要的是要确保所选择的潜在功能提供了个可靠的模拟结果。
在目前的模拟潜力,决定在这个模拟钻石的原子之间的相互作用。
碳势参数如下纳米,和纳米。
位置和原子的速度方法,确定由前川和伊藤表明为了模拟在室温条件下研磨,钻石的原子排列在立方结构的晶格参数等于其均衡值,通过扩大在每个特殊的时间这个模拟恒温原子的速度保持在时的环境温度环境温度,被选定为时间步长,获得了很高的精度。
这由软件,模拟计算和可视化的软件。
的研磨速度切割研磨长度的深度和。
前仿真,标本已放宽为个时间步以保持热平衡。
实验研磨实验测试仪器显示带有平均的半径在磨料金刚石磨粒斯凯夫的钻石刀具半径涂在环固定于通过个特殊的的手臂,斯凯夫运行在米秒,这是通过调整重量地方获得的列印负荷下,研磨工具。
碎片收集分钟后,进行了射线衍射研究由岛津型。
图研磨装置示意图结果与讨论分子动力学分析视图和截面模拟如图所示。
当金刚石磨粒到地区的削减,包括这些晶格是在地区的半椭圆形金刚石磨粒和中心左位下,附近的金刚石磨粒的晶格扭曲。
和椭圆的长轴是在同方向的部队组成。
此外,该地区移动离开钻石砂砾幻灯片。
如图所示的,其中表示的的的表面,去除材料不都槽材料两侧被删除和形式的芯片极了。
这是个切割过程。
然而,现有的和显示犁地也这种状态是春耕陪同的切削状态。
图磨粒切削后的微观结构图凹槽的横截面如图所示,在切割过程中有三个关键点,首先,附近的金刚石磨粒原子被迫作出些位移,从他们最初的包括这些原子的晶格扭曲之间扭曲格和完美的晶格边界是沿着金刚石表面黑线图所示。
原子位移变得更大,随着金刚石磨粒滑动和更多的原子偏离他们的的初始格,包括这些原子更大歪曲阶段转变,金刚石立方金刚石转变成非晶质石墨开始在此年底说,从杂化轨道转换到上几个原子黑眼圈。
其次,下面的金刚石磨粒的晶格有最坏的失真和小面沿表面延伸到更深的层的边界,在图所示。
更多的原子转变从钻石的立方金刚石的非晶质石墨,尤其是那些在黑暗中圈。
此外,些原子钻石,些格与最小化的力量恢复了点,在图所示。
然而,有相变的原子不能恢复到其初始阶段,特别是那些在黑暗中圈。
因此,凹槽是表面上的钻石标本左。
图不同状态下截面中的原子分布图变形的形成从这个模拟图,我们可以发现立方金刚石的相变决定于其四面体结构的变形程度,如图所示。
图展示了此变形随时间的变化。
图图中环形区域内金刚石晶格的单晶体结构图表明了当磨粒切削过后,四面体结构发生了变形。
如图所示,当磨粒切削到截面时,将发生严重的变形。
四面体结构稍微变得平坦。
图所示,四面体马上又发生了很严重的变形,导致它的四个顶点基本在同平面上,甚至有些四面体结构被破坏了。
此时,相变发生了。
图图中的结构在磨粒作用后其四面体的变形情况对相关函数图和图各自列出了试样和切屑的相关函数。
图中的曲线与径向分布函数样,由许多清晰的波峰组成。
图却只有两个波峰,但波峰是连续的,它表明了碎屑原子里存有无定形结构。
因此,我们可以确定,在切削过程中同时发生着相变。
图样本原子的个相关函数图图碎屑原子的个相关函数图射线衍射图表明了使用射线衍射分析了研磨实验中碎屑的产生过程。
它表明碎屑中含有无定形碳微小金刚石颗粒或碎片以及含碳铁如和。
因此,无定形碳是在研磨的过程中产生的,这与模拟结果相符合。
图实验中碎屑产生过程的射线衍射分析总结通过分子动力学分析建立了个关于金刚石刀具原子和金刚石磨粒的三维模型,在个特定的深度进行模拟切削。
变形区的随边界沿表面呈现出有规则的分布,边界内部仅仅发生细微的分裂。
金刚石磨粒和样本之间的相互作用导致了相变的产生,并随着磨粒的移动发生了无定形变化。
可以通过对总体结构和对相关函数的比较来分析这个过程。
另外,也可以通过磨削实验进行论证。
参考文献,外文翻译
