金属陶瓷界面粘聚力模型微观机理研究的开题报告.docx

金属陶瓷界面粘聚力模型微观机理研究的开题报告
一、研究背景与意义
金属陶瓷复合材料由于其优异的力学性能、高温性能、抗磨损性能等在机械制造、航空航天、能源等领域具有广泛的应用前景。而金属陶瓷的力学性能主要受到金属与陶瓷之间的粘聚力影响。因此，研究金属陶瓷界面粘聚力模型的微观机理，探究其粘聚力的来源和本质，将有助于提高金属陶瓷复合材料的力学性能，为材料的制备和应用提供理论依据。
二、研究现状及存在的问题
目前对于金属陶瓷界面粘聚力的研究主要集中在实验和模拟计算两个方面。实验研究主要采用界面剪切实验、接触角测量、界面粘拉实验等方法，从宏观上反映了界面粘聚力的大小和变化趋势。模拟计算则采用分子动力学模拟、分子机器动力学模拟等方法，从微观层面研究了粘聚力的来源和机理。但是现有研究仍存在以下问题：
1.实验数据存在一定的离散性和不确定性，无法精确地反映界面粘聚力的值和变化趋势。
2.模拟计算尚未能够准确模拟金属陶瓷界面的复杂结构和界面反应过程，难以捕捉其微观机理。
三、研究内容和方法
本文将以分子动力学模拟为主要研究手段，从微观层面研究金属陶瓷界面粘聚力模型的微观机理。具体研究内容包括：
1.建立金属陶瓷界面的分子动力学模型，模拟界面结构和元素分布。
2.研究金属陶瓷界面的界面反应过程和界面能变化，探究其对粘聚力的影响。
3.借助动力学分析工具，研究分子在界面处的动力学行为，建立界面粘聚力模型。
四、研究预期成果
通过分子动力学模拟研究金属陶瓷界面粘聚力模型的微观机理，预期将获得以下成果：
1.建立金属陶瓷界面的分子动力学模型，揭示界面结构和元素分布的特征。
2.研究金属陶瓷界面的界面反应过程和界面能变化，深入理解粘聚力的来源和本质。
3.提出金属陶瓷界面粘聚力模型，为理解金属陶瓷复合材料力学性能提供更为准确的理论依据。
四、研究计划
1.完成金属陶瓷界面的分子动力学模型的建立，包括选择合适的势函数和模拟条件等。
2.模拟金属陶瓷界面的界面反应过程和界面能变化，并进行能级分析和动力学分析。
3.基于动力学分析结果建立金属陶瓷界面粘聚力模型，并与实验数据对比验证。
4.撰写论文并进行答辩。
五、参考文献
1.Cao,L.,&Chen,J.J.(2017).Moleculardynamicssimulationofalumina/nickeljointinterfaceundershearloading.JournalofMaterialsScience,52(21),12376-12392.
2.Cao,L.,Chen,J.J.,&Liu,A.C.(2016).MoleculardynamicssimulationsofthewettingbehaviorofliquidnickelonAl2O3surface.AppliedSurfaceScience,381,56-66.
3.Zhang,Y.,Chen,Q.,Wu,R.,Wang,J.,&Li,Y.(2017).Effectofinterfacestructureonbondingstrengthatmetal/ceramicinterface:Amoleculardynamicsstudy.JournalofAlloysandCompounds,694,792-805.