異質(zhì)界面abaqus的案例
提高金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面的熱輸運(yùn)
該領(lǐng)域的微觀尺度換熱備受關(guān)注，其中界面熱輸運(yùn)占據(jù)了主導(dǎo)地位。
目前大量研究集中在界面傳熱上以及熱導(dǎo)率高的材料，從而能更好地促進(jìn)微電子器件和散熱材料的發(fā)展。二維材料的熱性能及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)是納米器件高效散熱的關(guān)鍵。尤其是二維石墨烯，由于其原子間的強(qiáng)鍵合，具有超高的導(dǎo)熱性。然而，石墨烯的內(nèi)部聲子傳輸容易受到表面或邊緣擾動(dòng)的影響。即與襯底接觸后，面內(nèi)熱導(dǎo)率明顯降低。因此，對(duì)于石墨烯來(lái)說(shuō)，選擇理想的襯底至關(guān)重要。盡管之前有很多研究試圖找到解決這個(gè)問(wèn)題的方法，但并沒(méi)有取得突破性的進(jìn)展。
石墨烯與襯底之間的界面熱阻極大地阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。傳統(tǒng)的剝離和轉(zhuǎn)移到襯底的操作總是會(huì)對(duì)石墨烯造成折疊和起皺。在基材表面進(jìn)行原位生長(zhǎng)是解決這一問(wèn)題的更好選擇。金剛石作為碳的另一種同素異形體，在1500 ~ 1900℃的高溫真空退火下容易轉(zhuǎn)變?yōu)槭＝饎偸腃-C鍵長(zhǎng)為14.5nm，石墨烯的C-C鍵長(zhǎng)為14.2nm，兩者相差不超過(guò)2%。金剛石是作為基板的不錯(cuò)選擇，可以減少石墨烯與基板接觸時(shí)的面外聲子散射，因?yàn)樗鼈兙哂懈叨鹊慕Y(jié)構(gòu)相似性。然而，目前的研究還沒(méi)有揭示影響金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面熱傳遞的因素，通過(guò)揭示熱傳遞的因素對(duì)于未來(lái)設(shè)計(jì)具有優(yōu)異導(dǎo)熱系數(shù)的材料具有重大的指導(dǎo)意義。
02
成果掠影
近期，北京科技大學(xué)馮妍卉教授關(guān)于石墨烯與襯底之間界面熱阻問(wèn)題的研究取得一定進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)基于非平衡分子動(dòng)力學(xué)(NEMD)模擬，研究了金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面熱輸運(yùn)的影響因素，以及石墨烯層數(shù)和溫度對(duì)金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)的影響。結(jié)果表明，金剛石/單層石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面導(dǎo)熱系數(shù)至少是金剛石/多層石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的兩倍。
展開(kāi) 提高金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面的熱輸運(yùn)
該領(lǐng)域的微觀尺度換熱備受關(guān)注，其中界面熱輸運(yùn)占據(jù)了主導(dǎo)地位。
目前大量研究集中在界面傳熱上以及熱導(dǎo)率高的材料，從而能更好地促進(jìn)微電子器件和散熱材料的發(fā)展。二維材料的熱性能及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)是納米器件高效散熱的關(guān)鍵。尤其是二維石墨烯，由于其原子間的強(qiáng)鍵合，具有超高的導(dǎo)熱性。然而，石墨烯的內(nèi)部聲子傳輸容易受到表面或邊緣擾動(dòng)的影響。即與襯底接觸后，面內(nèi)熱導(dǎo)率明顯降低。因此，對(duì)于石墨烯來(lái)說(shuō)，選擇理想的襯底至關(guān)重要。盡管之前有很多研究試圖找到解決這個(gè)問(wèn)題的方法，但并沒(méi)有取得突破性的進(jìn)展。
石墨烯與襯底之間的界面熱阻極大地阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。傳統(tǒng)的剝離和轉(zhuǎn)移到襯底的操作總是會(huì)對(duì)石墨烯造成折疊和起皺。在基材表面進(jìn)行原位生長(zhǎng)是解決這一問(wèn)題的更好選擇。金剛石作為碳的另一種同素異形體，在1500 ~ 1900℃的高溫真空退火下容易轉(zhuǎn)變?yōu)槭＝饎偸腃-C鍵長(zhǎng)為14.5nm，石墨烯的C-C鍵長(zhǎng)為14.2nm，兩者相差不超過(guò)2%。金剛石是作為基板的不錯(cuò)選擇，可以減少石墨烯與基板接觸時(shí)的面外聲子散射，因?yàn)樗鼈兙哂懈叨鹊慕Y(jié)構(gòu)相似性。然而，目前的研究還沒(méi)有揭示影響金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面熱傳遞的因素，通過(guò)揭示熱傳遞的因素對(duì)于未來(lái)設(shè)計(jì)具有優(yōu)異導(dǎo)熱系數(shù)的材料具有重大的指導(dǎo)意義。
02
成果掠影
近期，北京科技大學(xué)馮妍卉教授關(guān)于石墨烯與襯底之間界面熱阻問(wèn)題的研究取得一定進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)基于非平衡分子動(dòng)力學(xué)(NEMD)模擬，研究了金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面熱輸運(yùn)的影響因素，以及石墨烯層數(shù)和溫度對(duì)金剛石/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)的影響。結(jié)果表明，金剛石/單層石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的界面導(dǎo)熱系數(shù)至少是金剛石/多層石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的兩倍。
展開(kāi) 界面工程增強(qiáng)石墨烯基范德華異質(zhì)結(jié)光伏效應(yīng)
另一方面基于二維材料的光電二極管，其范德華異質(zhì)結(jié)不僅可以有效地抑制暗電流，同時(shí)也是潛在的自供電高性能光電探測(cè)器。然而，石墨烯與其他二維材料構(gòu)建的異質(zhì)結(jié)由于其界面處光生載流子的復(fù)合作用，其在零偏壓下光伏效應(yīng)往往受到明顯抑制，從而影響其光電性能。因此，通過(guò)器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如何提升該異質(zhì)結(jié)在零偏壓下的光伏電流具有非常重要的研究意義。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，香港中文大學(xué)許建斌教授課題組和韓國(guó)東國(guó)大學(xué)和成均館大學(xué)的合作者在Nano Energy上發(fā)表題為Restoring the Photovoltaic Effect in Graphene-based van der Waals Heterojunctions towards Self-Powered High-Detectivity Photodetectors的文章。該研究發(fā)現(xiàn)二硫化鉬（MoS2）/Graphene光電二極管中零偏壓光電流的損失源于界面處光生載流子的層間耦合。通過(guò)將原子級(jí)薄的六方氮化硼（h-BN）膜引入二硫化鉬/石墨烯界面，零偏壓下MoS2/Graphene界面處的層間載流子復(fù)合可以被有效阻擋，而光生空穴則通過(guò)量子隧穿實(shí)現(xiàn)層間傳輸。此方法可使多層MoS2/Graphene異質(zhì)結(jié)的短路光電流增加超過(guò)三個(gè)數(shù)量級(jí)。基于該機(jī)制構(gòu)建的多層MoS2/h-BN/Graphene光電探測(cè)器在零偏壓下具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率（外量子效率超過(guò)80％），較高的明暗電流比（超過(guò)1000）和較高的探測(cè)度（基于白噪聲的理論特定探測(cè)度為5.9 × 1014瓊斯， 實(shí)際環(huán)境中測(cè)量的特定探測(cè)度為6.7 × 1010瓊斯） 。此類(lèi)通過(guò)界面修飾提高光伏效應(yīng)的方法為基于石墨烯的自供電光電探測(cè)的應(yīng)用提供了新的器件設(shè)計(jì)方案。
展開(kāi) 金屬所在鐵電異質(zhì)界面 發(fā)現(xiàn)極化巨大增強(qiáng)現(xiàn)象
但是，隨著薄膜厚度的減小，在異質(zhì)界面去極化場(chǎng)的作用下，鐵電極化會(huì)顯著降低甚至消失，如何保持甚至增強(qiáng)超薄鐵電體的極化是該領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)面臨的基礎(chǔ)性科學(xué)難題。
中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家（聯(lián)合）實(shí)驗(yàn)室固體原子像研究部的界面結(jié)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于材料基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題的電子顯微學(xué)研究，經(jīng)過(guò)多年的學(xué)術(shù)積累，近來(lái)他們?cè)诮鉀Q上述科學(xué)難題方面取得新進(jìn)展。
研究員馬秀良、朱銀蓮和博士劉穎等人提出充分利用異質(zhì)界面兩側(cè)不同的自由度，構(gòu)筑在界面處同時(shí)具有化學(xué)價(jià)態(tài)不連續(xù)與鐵電極化不連續(xù)的PbTiO3/BiFeO3異質(zhì)薄膜體系。利用具有原子尺度分辨能力的像差校正電子顯微術(shù)，發(fā)現(xiàn)在具有頭對(duì)尾極化特征的界面附近，鐵電PbTiO3中存在約~8%的面外晶格拉長(zhǎng)現(xiàn)象，并伴隨104%，107%以及39%的Ti，O1和O2離子位移（δTi，δO1，δO2）增加。這意味著相比塊體材料，薄膜PbTiO3在PbTiO3/BiFeO3異質(zhì)界面處有高達(dá)70%的極化增強(qiáng)。
圖1. BiFeO3/PbTiO3薄膜界面處的晶格參數(shù)，應(yīng)變和離子位移分析。在BiFeO3/PbTiO3界面附近，不僅面外晶格參數(shù)（c）顯著拉長(zhǎng)，Ti和Fe沿面外方向的離子位移（δTi，δFe）也顯著增大，預(yù)示界面附近PbTiO3中鐵電極化顯著增大。
圖2.（a-e）ABF-STEM像進(jìn)一步驗(yàn)證BiFeO3/PbTiO3界面極化提高。（f-j）PbTiO3層厚度不同時(shí)（2、3、6、17單胞），BiFeO3/PbTiO3界面處都存在面外晶格顯著拉長(zhǎng)現(xiàn)象，預(yù)示PbTiO3厚度減小到2單胞時(shí)，極化仍顯著增強(qiáng)。
圖3.
展開(kāi) 
浙江大學(xué)Advanced Materials: 靜電力驅(qū)動(dòng)的氧化物異質(zhì)外延與界面調(diào)控
【引言】
鈣鈦礦氧化物及其異質(zhì)結(jié)具有多層次的物理及化學(xué)性質(zhì)，如鐵電性、鐵磁性以及超導(dǎo)性等，這已經(jīng)成為當(dāng)今凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題之一。其中,鈣鈦礦鐵電氧化物因其獨(dú)特的鐵電極化性能和極化屏蔽性能，這已被廣泛地研究及應(yīng)用。然而，鐵電氧化物極化表面對(duì)異質(zhì)結(jié)生長(zhǎng)的調(diào)控作用以及界面微結(jié)構(gòu)、性能的關(guān)聯(lián)尚不清楚。因此,基于鐵電極化設(shè)計(jì)并構(gòu)建鈣鈦礦氧化物的異質(zhì)結(jié)、系統(tǒng)研究異質(zhì)結(jié)的生長(zhǎng)與調(diào)控、界面屏蔽機(jī)制及其功能性，這將為新型光電、磁性、催化、傳感等方面的拓展應(yīng)用提供重要的理論支持。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，浙江大學(xué)韓高榮教授、任召輝副教授課題組與張澤院士、田鶴研究員課題組通力合作，設(shè)計(jì)并發(fā)展了一種以鐵電極化表面靜電力來(lái)驅(qū)動(dòng)氧化物外延生長(zhǎng)，從而制備高質(zhì)量鐵電氧化物異質(zhì)結(jié)的新方法。研究人員設(shè)計(jì)在PTO鐵電表面外延生長(zhǎng)不同組分、結(jié)構(gòu)以及應(yīng)變的氧化物(Ti02/PTO、STO/PTO以及BFO/PTO)，利用水熱法成功制備出具有原子級(jí)平整界面的氧化物異質(zhì)結(jié),外延生長(zhǎng)均發(fā)生在單疇PTO的正極化面上。這說(shuō)明了鐵電極化調(diào)控外延生長(zhǎng)的這種方法是具有較好的普適性，其生長(zhǎng)的界面與傳統(tǒng)方法如PLD、MBE等所得界面基本無(wú)差別。相關(guān)的研究成果以題為“Electrostatic Force-Driven Oxide Heteroepitaxy for Interface Control”發(fā)表在Advanced Materials上。
展開(kāi) 哈工大《JMST》：激光輻照下陶瓷/金屬直接鍵合異質(zhì)界面的制備！
圖5 激光輻照后Si3N4/Cu鍵合界面的TEM圖
本文提出了一種新的方法來(lái)制作直接連接陶瓷/金屬異質(zhì)界面。
杭州電子科大：界面化學(xué)鍵原子水平調(diào)控異質(zhì)結(jié)光催化劑性能！
，但異質(zhì)結(jié)光催化劑界面狀態(tài)對(duì)光催化劑性能的影響規(guī)律仍然是該領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵科學(xué)難題之一。
重大《AFM》：一種具有多異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面和三維多孔結(jié)構(gòu)的電催化劑
來(lái)自重慶大學(xué)等單位的研究人員合成了一種具有多異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面和三維多孔結(jié)構(gòu)的電催化劑，闡明了結(jié)合多特征和密度泛函計(jì)算的電催化活性增強(qiáng)機(jī)理。特別是，所制備的Co2P/N@Ti3C2Tx@NF(下文表示為CPN@TC)表現(xiàn)出15毫伏的超低過(guò)電位，以達(dá)到10mA·cm-2的電流密度，并且具有長(zhǎng)期耐久性。另一方面，這種催化劑在1 m KOH中具有30mV·dec-1的小Tafel斜率，這甚至優(yōu)于貴金屬催化劑。出色的HER活性歸因于吸附H2O和氫的多異質(zhì)界面、電子傳輸?shù)母唠妼?dǎo)率以及設(shè)計(jì)良好的離子和氣體快速傳輸結(jié)構(gòu)。因此，有理由認(rèn)為CPN@TC的合成策略可以擴(kuò)展到過(guò)渡金屬基磷化物的制備，以提高催化性能。相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202102576
總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)兩步電沉積和隨后的氮化工藝，在MXene(Ti3C2Tx)改性的NF表面成功地制備了具有多異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面的CPN@TC。經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的CPN@TC可以用于吸附H2O和H*的多個(gè)異質(zhì)界面、電子傳輸?shù)腇NE導(dǎo)電性以及用于離子和氣體快速傳輸?shù)慕橘|(zhì)。另一方面，該催化劑在1m KOH中表現(xiàn)出驚人的性能，在10 mA cm-2時(shí)的過(guò)電位僅為15 mV，并且長(zhǎng)期穩(wěn)定。另外，通過(guò)密度泛函理論計(jì)算進(jìn)一步優(yōu)化了水解離和氫吸附過(guò)程。有理由相信，該合成策略有可能成為高性能水堿電催化劑磷化物研究開(kāi)發(fā)的一條潛在途徑。（文：SSC）
圖1|a)催化劑合成策略示意圖。
展開(kāi) ABAQUS界面相生成插件 ￥36
生成COH界面相網(wǎng)格部件
Abaqus視圖界面顯示信息設(shè)置
2.菜單欄Viewport——Viewport Annotation Options...
3.然后彈出下圖中的窗口
4.每條控制界面顯示的地方如下圖所示。
Abaqus支持中文路徑但是界面不漢化的技巧
Abaqus老鳥(niǎo)很多都不太喜歡軟件中文操作界面，比如我，中文界面完全無(wú)所適從，一個(gè)設(shè)置也要找半天。因此不愿意漢化，但是仿真項(xiàng)目較多的時(shí)候，又希望軟件能夠支持中文路徑，這樣在查找相關(guān)分析文件時(shí)就方便多了。
實(shí)際上，我們可以這樣做。首先將軟件漢化，關(guān)于軟件漢化的方法很多種，我是通過(guò)修改locale.txt文件實(shí)現(xiàn)的，打開(kāi)之后便是這樣的界面。
Abaqus漢化界面
接下來(lái)，我們只需要將：\SIMULIA\Abaqus\6.10-1\Configuration\Xresources文件夾下的“zh_CN”文件夾刪掉即可
zh_CN 文件夾路徑
接下來(lái)打開(kāi)軟件時(shí)會(huì)彈出兩個(gè)錯(cuò)誤，不用理會(huì)，cae會(huì)正常啟動(dòng)
這樣我們就可以使用英文軟件界面，但是又支持中文路徑了，so easy！
本帖上的技巧可能很多人都曉得，知道的自行繞道，容我水一貼，刷點(diǎn)存在感啊，各位大爺，見(jiàn)笑了??????
展開(kāi) 
Abaqus隨機(jī)多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)ITZ三維模型建模
建模教程
首先采用CAD隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)3D插件進(jìn)行模型的構(gòu)建，模型構(gòu)建時(shí)只需要設(shè)置好相應(yīng)的建模參數(shù)，插件會(huì)自動(dòng)在AutoCAD軟件內(nèi)建立起隨機(jī)分布的三維多面體與界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）模型，隨機(jī)多面體及界面過(guò)渡區(qū)的厚度等模型參數(shù)均可指定。
隨機(jī)多面體模型的建立，實(shí)現(xiàn)多面體骨料以及多面體三維過(guò)渡區(qū)的幾何模型：
有限元模型
在AutoCAD軟件內(nèi)將外部基體、骨料、過(guò)渡區(qū)分別導(dǎo)出為iges格式文件，在Abaqus內(nèi)對(duì)這三份文件分別導(dǎo)入部件，并進(jìn)行裝配：
建立起隨機(jī)多面體骨料及界面過(guò)渡區(qū)的Abaqus幾何模型：
后續(xù)可進(jìn)行模型的力學(xué)分析等。
建模插件：
CAD_隨機(jī)多面體&過(guò)渡區(qū)插件
展開(kāi) ABAQUS圓柱容器內(nèi)三維球體重力堆積含有ITZ界面模型
本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立球體重力密堆積三維模型，模型采用圓柱體試件，包含界面過(guò)渡區(qū)ITZ部件，可用于超高骨料占比的混凝土細(xì)觀幾何建模。
圓柱體試件內(nèi)的球體密堆積及ITZ等部件采用CAD球體密堆積_圓柱體試件3D插件在AutoCAD軟件內(nèi)參數(shù)化建模生成。插件可設(shè)置三組粒徑范圍的球體顆粒，并可指定每組粒徑的占比。在本案例中為方便網(wǎng)格劃分，將球體間的最小間距設(shè)置為2毫米，界面過(guò)渡區(qū)ITZ厚度設(shè)置為1毫米，如需獲取更高的骨料占比，可將上述兩個(gè)參數(shù)調(diào)小，來(lái)實(shí)現(xiàn)更為密集的骨料堆積狀態(tài)。
將CAD中生成的球體密堆積骨料、空心球ITZ部件、圓柱體水泥砂漿基體分別導(dǎo)出為iges格式文件，三部分模型在CAD內(nèi)分圖層繪圖，可方便的批量導(dǎo)出。
將三份iges文件以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)，建立混凝土細(xì)觀中的砂漿、粗骨料、ITZ部件。
為各個(gè)部件分別設(shè)置材料，如水泥砂漿及界面過(guò)渡區(qū)ITZ均可采用混凝土損傷塑性材料參數(shù)，這里使用EasyCDP插件快速設(shè)置CDP材料屬性。
將混凝土細(xì)觀中的骨料、砂漿、ITZ部件進(jìn)行裝配，插件建模時(shí)已將各部件的位置進(jìn)行了對(duì)齊，因此裝配后無(wú)需再次移動(dòng)。
根據(jù)模擬工況的需要設(shè)置分析步并施加載荷邊界條件等，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分時(shí)建議單元尺寸應(yīng)接近建模時(shí)在插件中設(shè)置的最小間距及界面層厚參數(shù)，以確保網(wǎng)格質(zhì)量。
展開(kāi) 如何利用ABAQUS軟件在CAE界面中完成應(yīng)變軟化子程序的設(shè)置？ ￥5
最近在ABAQUS中開(kāi)展了CEL大變形分析，其中涉及到應(yīng)變軟化子程序的嵌入，特此將最近的學(xué)習(xí)心得和各位分享一下，為大家避坑。
此文檔為VUSDFLD子程序如何在CAE中激活的步驟詳解，希望可以為有需要的朋友帶來(lái)幫助！如果有不正之處也請(qǐng)大家批評(píng)指正（新手小白的瑟瑟發(fā)抖）。
發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，請(qǐng)查看最新版的文件！！
ABAQUS隨機(jī)球體骨料及界面過(guò)渡區(qū)混凝土軸壓破壞
混凝土中粗骨料與水泥砂漿之間的界面過(guò)渡區(qū)（ITZ）損傷是混凝土在荷載下發(fā)生破壞的主要因素，骨料與水泥漿體的粘結(jié)界面層損傷規(guī)律對(duì)混凝土細(xì)觀損傷研究具有重要意義。本案例通過(guò)CAD隨機(jī)球體顆粒&過(guò)渡區(qū)3D插件建立球體骨料及界面過(guò)渡區(qū)三維細(xì)觀混凝土模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過(guò)Concrete Damaged Plasticity Model，研究細(xì)觀混凝土在軸壓荷載下ITZ及水泥砂漿的損傷演化規(guī)律。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD隨機(jī)球體顆粒&過(guò)渡區(qū)3D V1.0插件建立隨機(jī)投放的球體粗骨料、界面過(guò)渡區(qū)(ITZ)部件及水泥砂漿基體三維模型，并將粗骨料、ITZ與水泥砂漿分別導(dǎo)出為.iges格式文件備用。
將導(dǎo)出的模型文件以部件的形式導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)。
對(duì)骨料、ITZ、砂漿分別指定材料，其中砂漿及界面過(guò)渡區(qū)均采用CDP模型。
新建離散剛體殼部件，作為試件的荷載施加板，并將其與試件裝配為整體。設(shè)置相互作用，通過(guò)參考點(diǎn)創(chuàng)建耦合約束，設(shè)置加載板與試件的接觸，接觸類(lèi)型選用表面與表面接觸，并設(shè)置罰。
將下板設(shè)置為固定約束，上板添加豎向位移。
對(duì)球體骨料及界面過(guò)渡區(qū)混凝土模型劃分網(wǎng)格。
創(chuàng)建并提交作業(yè)，查看結(jié)果。
展開(kāi) 