基于分子动力学模拟与机器学习研究划痕深度与陶瓷-金属比对 NbC/Nb 陶瓷/金属纳米层状结构划痕行为的影响
材料科学
2023-05-11 v2
摘要
开发新型涂层材料对于满足能源与国防相关技术、航空航天工程及恶劣环境条件下日益增长的需求十分必要。基于功能的涂层，如陶瓷-金属纳米层状结构，因可按特定需求定制而广受欢迎。为设计和开发具备所需功能的先进涂层，理解各参数对这些涂层力学与摩擦学性能的影响至关重要。本研究考察了压入深度、单层厚度以及陶瓷-金属比对陶瓷-金属纳米层状结构（特别是 NbC/Nb）力学与摩擦学性能的影响。我们的结果表明，金属层与陶瓷层的单层厚度显著影响涂层性能。然而，部分模型在顶部陶瓷层出现穿孔，改变了划痕行为并削弱了层厚对其的影响。这是因为顶部陶瓷层厚度过低，压头易于穿透而非推动陶瓷原子。抵抗压入所需的最小厚度称为临界厚度，其取决于压入尺寸与压入深度。本文后半部分，我们采用机器学习以降低计算成本，该模型以 0.958 的 R 平方值预测摩擦系数。
引用
@article{arxiv.2305.03698,
title = {Study the effect of scratching depth and ceramic-metal ratio on the scratch behavior of NbC/Nb Ceramic/Metal nano-laminates using molecular dynamics simulation and machine learning},
author = {Md Mesbah Uddin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.03698},
year = {2023}
}