孪晶界对金刚石导热性能影响的分子动力学研究

发布时间：2021-08-28 09:39

　　金刚石是自然界中硬度最高的物质,且具有优良的导热性能,研究表明其微观结构中存在着晶界等缺陷。界面的存在将会影响材料在纳米尺度上热量传输的效率,对于材料的导热性能,大量晶界不仅会影响晶粒之间的热传导,对晶粒内部热量的传导也有影响,本文通过分子动力学法对金刚石孪晶界的Kapitza界面热导进行研究。通过非平衡分子动力学方法,计算了六种不同类型孪晶界的Kapitza界面热导,得知金刚石中（111）孪晶界的热导最大,为45.45GW/m²K。为了能够更深刻的理解不同类型界面处声子的传播情况,接着进行了时域正交分析,计算了声子的平均群速度和声子平均自由程,通过结果我们得出在含有（111）孪晶界的结构方向,声子的平均自由程和声子的平均群速度分别为0.29?和13.36?/ps,比本文中其他孪晶界的声子自由程和群速度都大。为了分析不同孪晶界处声子的传播情况,本文通过晶格动力学法,模拟了不同频率和k点的声子波包通过孪晶界的情况。通过模拟结果很清楚的看出不同种类的金刚石孪晶界对波包的透过能力是不同的,结合分子动力学的计算结果,我们可以看出,热导率大的孪晶界,LA声学支的透过系数也是... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

刀头由多晶金刚石构成的刀具没有缺陷的纯净金刚石为透明无色的晶体，具有很好的透光性能以及很低的折射率，可以用来作为荧光显增器、光学窗口等材料

第 1 章 绪 论寸在 10nm 左右。根据相关的研究我们知道晶粒中的孪晶界对大的影响，在金刚石孪晶材料的研究中，位错塞积穿透模式与界分切应力与孪晶厚度有很大关系。图 1-2 中位错塞积穿透模用的位错塞积模型，受限位错滑移的临界分切应力采用的是虚过孪晶界滑移模式的临界分切应力随着孪晶厚度的减小增加，霍尔佩奇效应相同。

不同结构金刚石材料的应力应变曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]General theories and features of interfacial thermal transport[J]. 周杭波,张刚.  Chinese Physics B. 2018(03)
[2]拓扑绝缘体及其研究进展[J]. 叶飞,苏刚.  物理. 2010(08)



本文编号：3368273