钌表面与单个纳米凸起和平面钌表面之间接触的动力学：分子动力学模拟

我们通过分子动力学模拟研究了一对表面（其性质设计为模拟钌）之间接触的动力学。特别地，我们研究了具有单个纳米凸起的钌表面与平面钌表面之间的接触。此类模拟的结果表明，接触行为具有高度可变性。本研究的目标是探究这种可变性的来源和程度。我们发现，在压缩过程中，接触力-位移曲线的行为是可重复的，而在接触分离过程中，行为则高度可变。对接触表面的检查表明，存在两种分离机制并导致了这种可变性。一种机制对应于在两个表面之间形成桥接，当表面被拉开时，该桥接发生塑性拉伸，并最终在剪切作用下分离。这导致分离后的形态中两个表面上存在相对的凸起。这种塑性分离/桥接形成机制导致较大的分离功。另一种机制是一种更类似脆性的模式，其中裂纹在凸起底部（略低于凸起/基底连接处）扩展，导致分离后大部分凸起位于一个表面上，而相对的表面上则有一个轻微的凹陷正对着这个凸起。这种失效模式对应于较小的分离功。此外，由主要表现出脆性行为的材料制成的接触，往往比由类似延性接触材料制成的接触需要更小的分离功。