微觀形貌分析的案例
臺(tái)式掃描電鏡：微觀尺度形貌觀測(cè)和分析利器
二次電子探頭主要用于獲取樣品表面的形貌信息，它對(duì)樣品表面的起伏和粗糙度較為敏感；背散射電子探頭則可以提供樣品內(nèi)部的成分信息，通過(guò)分析背散射電子的強(qiáng)度和分布，可以了解樣品內(nèi)部不同元素的分布情況。兩種探頭的結(jié)合使用，為全面分析樣品提供了有力的手段。
（3）真空系統(tǒng)與樣品臺(tái)
如前所述，真空系統(tǒng)具有高真空和低真空兩種模式，不同機(jī)型的抽真空時(shí)間也有所不同。樣品臺(tái)的設(shè)計(jì)也各有特點(diǎn)，CEM3000A機(jī)型的自動(dòng)軸包括X，Y，T，手動(dòng)軸包括R，Z；CEM3000B機(jī)型的自動(dòng)軸為X，Y，手動(dòng)軸為R，Z。樣品臺(tái)的行程范圍也各有不同，這些設(shè)計(jì)保證了樣品臺(tái)的動(dòng)作精度和高重復(fù)性，能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)樣品到所需的觀測(cè)位置。
應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，助力科學(xué)研究
在不同領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，CEM3000系列臺(tái)式掃描電鏡通過(guò)搭配不同的探頭來(lái)接收不同的信號(hào)，同時(shí)利用自身的多種功能，如高分辨率、自動(dòng)調(diào)節(jié)等，對(duì)樣品進(jìn)行全面的分析。例如，在材料科學(xué)中，搭配二次電子探頭和背散射電子探頭，結(jié)合高分辨率成像功能，可以清晰地觀察到材料的微觀結(jié)構(gòu)和成分；在生物醫(yī)療領(lǐng)域，搭配適合生物樣本的探頭，利用自動(dòng)調(diào)節(jié)功能確保成像質(zhì)量，從而更好地觀察生物樣本的微觀特征。
展開(kāi) 顯微測(cè)量|臺(tái)階儀二維超精密測(cè)量微觀形貌
臺(tái)階儀通過(guò)掃描被測(cè)樣品表面，獲取高分辨率的表面形貌數(shù)據(jù)，能夠揭示微觀結(jié)構(gòu)的特征和性能。
了解工作原理和性能特點(diǎn)
臺(tái)階儀利用掃描探針在樣品表面上進(jìn)行微觀測(cè)量，通過(guò)探測(cè)探針和樣品表面之間的相互作用力，獲取表面形貌信息。具體而言，掃描探針通過(guò)細(xì)微的力變化，測(cè)量樣品表面的起伏程度以及凹凸部分的高度差。然后通過(guò)數(shù)據(jù)處理，形成高分辨率的圖像。
它能夠?qū)崿F(xiàn)納米級(jí)別的測(cè)量，對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)進(jìn)行觀測(cè)和分析，揭示出表面的微觀特征；還具備高速掃描的能力，實(shí)現(xiàn)快速獲取樣品的形貌數(shù)據(jù)。
功能和作用介紹
作為一款超精密接觸式微觀輪廓測(cè)量?jī)x，臺(tái)階儀可以對(duì)微米和納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行膜厚和薄膜高度、表面形貌、表面波紋和表面粗糙度等的測(cè)量。測(cè)量參數(shù)：
（1）臺(tái)階高度：能夠測(cè)量納米到330μm甚至1000μm的臺(tái)階高度；
（2）粗糙度與波紋度：可獲取粗糙度與波紋度相關(guān)的Ra、RMS、Rv、Rp、Rz等20余項(xiàng)參數(shù)；
（3）翹曲與形狀：能夠測(cè)量樣品表面的2D形狀或翹曲。
臺(tái)階儀的應(yīng)用
臺(tái)階儀具有廣泛的適用范圍，在科學(xué)研究、材料表征、納米技術(shù)、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域都有應(yīng)用。如在半導(dǎo)體制造中，臺(tái)階儀可以用于檢測(cè)半導(dǎo)體材料表面的缺陷和形貌，為半導(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)參考。
測(cè)量晶圓表面粗糙度
臺(tái)階儀具備出色的精確性和穩(wěn)定性，而且樣品適應(yīng)面廣，對(duì)測(cè)量工件的表面反光特性、材料種類、材料硬度都沒(méi)有特別要求。在材料科學(xué)、制造業(yè)、科研等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用價(jià)值。相信隨著科技的不斷發(fā)展，臺(tái)階儀將會(huì)在測(cè)量領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
展開(kāi) 助力科研|光學(xué)3D表面輪廓儀服務(wù)超精密拋光技術(shù)發(fā)展
《Tribology International》（中科院一區(qū)）
Numerical and experimental investigation on the material removal profile during polishing of inner surfaces using an abrasive rotating jet
《Wear》（中科院一區(qū)）
Effect of elastohydrodynamic characteristics on surface roughness in cylindrical shear thickening polishing process
《Surface & Coatings Technology》（中科院一區(qū)）
Surface polishing and modification of Ti-6Al-4V alloy by shear thickening polishing
中圖儀器誠(chéng)摯邀請(qǐng)廣大科研老師合作
我們熱切期待參與需要利用光學(xué)3D表面輪廓儀對(duì)材料、元器件表面進(jìn)行微觀形貌分析的研究課題。
無(wú)論您的研究方向如何，我們都愿意攜手助力，共同完成科學(xué)研究的使命，推動(dòng)中國(guó)科研和先進(jìn)精密制造事業(yè)的發(fā)展。
展開(kāi) 織物表面微滴噴射反應(yīng)成形導(dǎo)電線路基礎(chǔ)研究
為了解決織物表面沉積導(dǎo)線出現(xiàn)的液體滲透、擴(kuò)散等問(wèn)題，研究了織物不同表面改性處理方法對(duì)微滴沉積效果的影響，結(jié)合織物組織結(jié)構(gòu)和纖維類型，確定適合的織物表面處理和織物結(jié)構(gòu)作為線路沉積沉積基板；為了提高微滴按需可控噴射和微滴定點(diǎn)沉積尺寸的均勻性，利用搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)硝酸銀和抗壞血酸的按需可控噴射，在此基礎(chǔ)上，在選定的織物基板上進(jìn)行兩種溶液的定點(diǎn)沉積反應(yīng)試驗(yàn)研究，對(duì)定點(diǎn)沉積反應(yīng)后點(diǎn)的尺寸均勻性進(jìn)行研究；基于微滴噴射打印化學(xué)反應(yīng)沉積原理，對(duì)不同基板速度和不同沉積序列成形導(dǎo)線進(jìn)行研究，明確二者對(duì)成形導(dǎo)線導(dǎo)電性能和微觀形貌的影響規(guī)律，為織物表面沉積成形高質(zhì)量導(dǎo)線提供指導(dǎo)。
試驗(yàn)結(jié)果
以微滴沉積效果為依據(jù)，從微滴沉積狀態(tài)和潤(rùn)濕時(shí)間對(duì)改性處理后織物潤(rùn)濕性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，經(jīng)陽(yáng)離子脂肪酰胺TF449A處理后的織物，微滴的沉積效果最佳，接觸角為78.5°，潤(rùn)濕時(shí)間從1.9s增加178.2s，微滴擴(kuò)散面積從2.13 mm2減小至0.47mm2；利用搭建的微滴噴射實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了硝酸銀和抗壞血酸的按需穩(wěn)定噴射，獲得了二者穩(wěn)定噴射的工藝參數(shù)。微滴按需噴射和點(diǎn)陣沉積試驗(yàn)研究表明，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)兩種溶液的按需噴射和定點(diǎn)沉積反應(yīng)，且成形的點(diǎn)陣均勻性較好，產(chǎn)物主要為銀顆粒；不同基板運(yùn)行速度沉積銀導(dǎo)線試驗(yàn)研究表明，隨著速度的增大，線寬先增大后減小，且在0.40mm /s時(shí)，成形導(dǎo)線的均勻性較好；成形導(dǎo)線微觀形貌分析及導(dǎo)電性測(cè)試表明，隨著速度的變化，織物表面生成的銀顆粒先增多后減少，導(dǎo)線的方阻均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差先減小后增大。且在0.40 mm/s 生成的銀層較為致密，方阻均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差為最小。成形導(dǎo)線具有導(dǎo)電性，初步實(shí)現(xiàn)了織物表面導(dǎo)電線路的打印成形。
展開(kāi) 
GROMACS模擬分析-自由能形貌圖的繪制
自由能形貌（free energy landscape，F(xiàn)EL）表征了模擬過(guò)程中蛋白質(zhì)的自由能變化。自由能形貌圖一般通過(guò)兩個(gè)描述體系特征的量來(lái)進(jìn)行繪制，例如RMSD和Rg，也有文獻(xiàn)中用主成分分析PC1和PC2繪制。本文以RMSD和Rg兩個(gè)特征量繪制為例。
1. 獲得蛋白質(zhì)骨架的RMSD和Rg數(shù)據(jù)rmsd.xvg和rg.xvg。
對(duì)rmsd.xvg和rg.xvg文件進(jìn)行處理，刪除所有注釋行（以#或者@開(kāi)頭的行和空行）以及rg.xvg中的XYZ三個(gè)方向上的Rg數(shù)據(jù)。使rmsd.xvg和rg.xvg文件中只有兩列數(shù)據(jù)。
2. 合并rmsd.xvg和rg.xvg文件，把同一時(shí)間下的RMSD和Rg數(shù)據(jù)寫(xiě)在同一行，組合文件中包含三列：時(shí)間、RMSD、Rg，可使用如下命令實(shí)現(xiàn)。
3. 利用gmx的sham命令生成自由能形貌圖。
-f：讀入組合文件
-ls: 輸出自由能形貌圖
-nlevels: 設(shè)定FEL的層次數(shù)量
更多參數(shù)設(shè)置請(qǐng)參考gmx help sham給出的幫助信息。
上面的命令執(zhí)行之后，得到gibbs.xpm文件即為自由能形貌圖。
4. 用origin繪制自由能形貌圖
xpm文件可以通過(guò)多種方式查看，這里我們利用xpm2all.bsh腳本將xpm文件轉(zhuǎn)換為3列數(shù)據(jù)的文本文件。
將得到的數(shù)據(jù)復(fù)制到Origin中繪圖。
可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行平滑處理繪圖，此外還可以繪制3維的自由能形貌圖。利用主成分分析繪制自由能形貌圖，一般來(lái)說(shuō)就是用主成分1和2取代上文中的RMSD和Rg，后處理都是一樣的。
最后,有相關(guān)需求歡迎通過(guò)公眾號(hào)"320科技工作室"聯(lián)系我們
展開(kāi) 基于OptiStruct的活塞式壓縮機(jī)殼體VTF仿真分析及形貌優(yōu)化
論文價(jià)值的評(píng)定意見(jiàn)：
家電產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域的成本壓力促使壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)降成本成為近年來(lái)關(guān)注的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，其中嘗試減薄壓縮機(jī)殼體厚度等是一條有潛力的結(jié)構(gòu)降成本技術(shù)路徑，但是由此對(duì)于壓縮機(jī)振動(dòng)噪聲性能帶來(lái)影響，因此，對(duì)于壓縮機(jī)殼體振動(dòng)噪聲的分析評(píng)價(jià)及殼體結(jié)構(gòu)形貌優(yōu)化成為一項(xiàng)有挑戰(zhàn)性的技術(shù)工作內(nèi)容。該論文以基于OptiStruct的壓縮機(jī)殼體VTF仿真分析及形貌優(yōu)化為主題開(kāi)展相關(guān)研究，論文對(duì)壓縮機(jī)殼體進(jìn)行了VTF分析，基于OptiStruct對(duì)其壓縮機(jī)殼體結(jié)構(gòu)的筋肋布局等進(jìn)行了形貌優(yōu)化，并得到最佳的加強(qiáng)筋的位置、形狀及尺寸，從而改善了壓縮機(jī)的振動(dòng)噪聲性能。論文對(duì)于壓縮機(jī)課題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及振動(dòng)噪聲性能提升有已經(jīng)借鑒意義。
展開(kāi) 基于Optistruct的受扭平板的形貌優(yōu)化分析
基于Optistruct的受扭平板的形貌優(yōu)化分析.pdf
眾所周知Optistruct是一款功能很強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件，覆蓋多種材料，包括金屬和復(fù)合材料，適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，線性和非線性等多種優(yōu)化應(yīng)用領(lǐng)域，支持全面的優(yōu)化類型，包括概念設(shè)計(jì)階段的拓?fù)鋬?yōu)化、形貌優(yōu)化和自由尺寸優(yōu)化，以及詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化。每種優(yōu)化模式均有各自的優(yōu)勢(shì)，其中形貌優(yōu)化技術(shù)的設(shè)計(jì)空間是由大量的節(jié)點(diǎn)波動(dòng)向量組成，這些節(jié)點(diǎn)向量按照一定的模式進(jìn)行組合以滿足設(shè)計(jì)約束，并最終生成優(yōu)化后的最佳形貌。本文案例是利用形貌優(yōu)化分析對(duì)受扭平板進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)比分析優(yōu)化前后目標(biāo)值的改善情況。
本文案例的模型為金屬平板，尺寸為100×100mm，網(wǎng)格大小為2mm，對(duì)比5總形貌優(yōu)化結(jié)果，我們可以得出結(jié)論，進(jìn)行形貌優(yōu)化時(shí)，不同的設(shè)置和選擇影響最終的優(yōu)化結(jié)果，不同的設(shè)置取決于優(yōu)化的人想要選擇什么樣的約束。
方案
優(yōu)化結(jié)果
方案一
4.44m
方案二
4.31mm
方案三
31.76mm
方案四
14.65mm
方案五
15.17mm
具體詳細(xì)見(jiàn)附件PDF。非常感謝大家能批評(píng)指正。
展開(kāi) 基于Optistruct的受扭平板的形貌優(yōu)化分析
眾所周知Optistruct是一款功能很強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件，覆蓋多種材料，包括金屬和復(fù)合材料，適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，線性和非線性等多種優(yōu)化應(yīng)用領(lǐng)域，支持全面的優(yōu)化類型，包括概念設(shè)計(jì)階段的拓?fù)鋬?yōu)化、形貌優(yōu)化和自由尺寸優(yōu)化，以及詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化。每種優(yōu)化模式均有各自的優(yōu)勢(shì)，其中形貌優(yōu)化技術(shù)的設(shè)計(jì)空間是由大量的節(jié)點(diǎn)波動(dòng)向量組成，這些節(jié)點(diǎn)向量按照一定的模式進(jìn)行組合以滿足設(shè)計(jì)約束，并最終生成優(yōu)化后的最佳形貌。本文案例是利用形貌優(yōu)化分析對(duì)受扭平板進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)比分析優(yōu)化前后目標(biāo)值的改善情況。
本文案例的模型為金屬平板，尺寸為100×100mm，網(wǎng)格大小為2mm，對(duì)比5總形貌優(yōu)化結(jié)果，我們可以得出結(jié)論，進(jìn)行形貌優(yōu)化時(shí)，不同的設(shè)置和選擇影響最終的優(yōu)化結(jié)果，不同的設(shè)置取決于優(yōu)化的人想要選擇什么樣的約束。
方案
優(yōu)化結(jié)果
方案一
4.44m
方案二
4.31mm
方案三
31.76mm
方案四
14.65mm
方案五
15.17mm
具體詳細(xì)見(jiàn)附件PDF。非常感謝大家能批評(píng)指正。
基于Optistruct的受扭平板的形貌優(yōu)化分析.pdf
展開(kāi) 華南理工曹鏞團(tuán)隊(duì)Nature Energy：化學(xué)結(jié)構(gòu)微調(diào)控實(shí)現(xiàn)1 cm2高效有機(jī)太陽(yáng)電池
然而，受限于有機(jī)混合薄膜的形貌均一性，目前高效的OPV器件只能在很小的有效輻照面積（< 0.05 cm2）時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。但是該類電池器件的輸出功率很小，在實(shí)際應(yīng)用中需要通過(guò)聚光設(shè)備對(duì)輻射源進(jìn)行聚光才能獲得較高的輸出功率，而聚光設(shè)備的高精度要求將會(huì)限制此類聚光型電池的普遍應(yīng)用。
【成果簡(jiǎn)介】
針對(duì)目前非聚光型（≥ 1 cm2）OPV器件發(fā)展緩慢的科學(xué)難題，最近，華南理工大學(xué)的曹鏞院士團(tuán)隊(duì)與德國(guó)愛(ài)爾蘭根-紐倫堡大學(xué)的Christoph J. Brabec教授團(tuán)隊(duì)合作，從聚合物給體材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)微調(diào)控著手，開(kāi)發(fā)了一系列新型寬帶隙給體，并研究了其光譜特性、電學(xué)能級(jí)、以及聚集特性的差異與規(guī)律。通過(guò)篩選最佳的給/受體組合，在1 cm2非聚光型器件中獲得12.25%光電轉(zhuǎn)換效率，該效率經(jīng)過(guò)獨(dú)立機(jī)構(gòu)認(rèn)證，是目前報(bào)道的1 cm2單節(jié)有機(jī)光伏器件的最高效率。且該體系具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，在1 sun連續(xù)光照近1100 h仍能維持93%的器件效率。通過(guò)形貌等相關(guān)分析，證實(shí)了該體系優(yōu)異的大面積器件性能及良好的穩(wěn)定性主要來(lái)源于較好的組分相容性和混合膜均一性。最后，通過(guò)能量損失分析，指出因降低帶隙產(chǎn)生的Shockley-Queisser開(kāi)路電壓損失（VOC, SQ）和因非輻射復(fù)合產(chǎn)生的開(kāi)路電壓損失（ΔVOC, nr）對(duì)不同體系的開(kāi)路電壓實(shí)驗(yàn)值差異起決定性作用，且電荷轉(zhuǎn)移（CT）態(tài)的存在及能量高低對(duì)ΔVOC, nr具有較大影響。能量損耗的分析指出在材料設(shè)計(jì)過(guò)程中能級(jí)匹配的重要性，在降低帶隙獲得更好的光譜吸收的同時(shí)需要注意避免ΔVOC, nr的增加。
展開(kāi) 華南理工曹鏞團(tuán)隊(duì)Nature Energy：化學(xué)結(jié)構(gòu)微調(diào)控實(shí)現(xiàn)1 cm2高效有機(jī)太陽(yáng)電池
然而，受限于有機(jī)混合薄膜的形貌均一性，目前高效的OPV器件只能在很小的有效輻照面積（< 0.05 cm2）時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。但是該類電池器件的輸出功率很小，在實(shí)際應(yīng)用中需要通過(guò)聚光設(shè)備對(duì)輻射源進(jìn)行聚光才能獲得較高的輸出功率，而聚光設(shè)備的高精度要求將會(huì)限制此類聚光型電池的普遍應(yīng)用。
【成果簡(jiǎn)介】
針對(duì)目前非聚光型（≥ 1 cm2）OPV器件發(fā)展緩慢的科學(xué)難題，最近，華南理工大學(xué)的曹鏞院士團(tuán)隊(duì)與德國(guó)愛(ài)爾蘭根-紐倫堡大學(xué)的Christoph J. Brabec教授團(tuán)隊(duì)合作，從聚合物給體材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)微調(diào)控著手，開(kāi)發(fā)了一系列新型寬帶隙給體，并研究了其光譜特性、電學(xué)能級(jí)、以及聚集特性的差異與規(guī)律。通過(guò)篩選最佳的給/受體組合，在1 cm2非聚光型器件中獲得12.25%光電轉(zhuǎn)換效率，該效率經(jīng)過(guò)獨(dú)立機(jī)構(gòu)認(rèn)證，是目前報(bào)道的1 cm2單節(jié)有機(jī)光伏器件的最高效率。且該體系具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，在1 sun連續(xù)光照近1100 h仍能維持93%的器件效率。通過(guò)形貌等相關(guān)分析，證實(shí)了該體系優(yōu)異的大面積器件性能及良好的穩(wěn)定性主要來(lái)源于較好的組分相容性和混合膜均一性。最后，通過(guò)能量損失分析，指出因降低帶隙產(chǎn)生的Shockley-Queisser開(kāi)路電壓損失（VOC, SQ）和因非輻射復(fù)合產(chǎn)生的開(kāi)路電壓損失（ΔVOC, nr）對(duì)不同體系的開(kāi)路電壓實(shí)驗(yàn)值差異起決定性作用，且電荷轉(zhuǎn)移（CT）態(tài)的存在及能量高低對(duì)ΔVOC, nr具有較大影響。能量損耗的分析指出在材料設(shè)計(jì)過(guò)程中能級(jí)匹配的重要性，在降低帶隙獲得更好的光譜吸收的同時(shí)需要注意避免ΔVOC, nr的增加。
展開(kāi) 基于 OptiStruct 形貌優(yōu)化分析技術(shù)的商用車發(fā)動(dòng)機(jī)油 底殼設(shè)計(jì)方法
為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼輻射噪聲以及達(dá)到輕量化的目的，設(shè)計(jì)中考慮將油底
殼材料由鋼換成塑料，本文運(yùn)用Altair 公司的OptiStruct 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析軟件對(duì)某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)
塑料油底殼進(jìn)行了模態(tài)及形貌優(yōu)化分析，并根據(jù)優(yōu)化分析結(jié)果確定了塑料油底殼加強(qiáng)筋最佳布
局方式，最終使其性能達(dá)到最好。
耿廣銳_基于OptiStruct形貌優(yōu)化分析技術(shù)的商用車發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼設(shè)計(jì)方法.pdf
微觀組織仿真實(shí)例分析
鐓粗實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)其進(jìn)行微觀組織仿真，無(wú)需大家進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，便可進(jìn)行簡(jiǎn)單的微觀組織仿真，前提條件是你有相關(guān)的材料參數(shù)哦！直接上文件，大家下載后查看。有問(wèn)題跟帖，大家一起討論。
微觀組織.rar
Moldex3D模流分析之微觀力學(xué)接口模塊
有關(guān)非線性多尺度材料建模軟件
Digimat, Converse及Ansys 等非線性多尺度材料建模軟件 (Nonlinear multi-scale material modeling software)，具備在微觀-宏觀層面建立復(fù)合材料模型的功能。若與結(jié)構(gòu)分析軟件搭配運(yùn)用，則可解決復(fù)雜的非線性多尺度有限元素問(wèn)題。 由于此類型雙尺度模擬方法聯(lián)結(jié)并達(dá)成非線性材料建模軟件與結(jié)構(gòu)軟件的協(xié)作，因此可精確計(jì)算復(fù)合材料不應(yīng)被忽略的非線性效應(yīng)。
微觀力學(xué)界面
Moldex3D > 非線性多尺度材料建模軟件 > FE 軟件
Moldex3D微觀力學(xué)接口（Micromechanics Interface）功能模塊是內(nèi)建于 FEA 接口模塊中的進(jìn)階功能，主要作用是在射出成形過(guò)程中提取纖維配向（fiber orientation）為各項(xiàng)材料數(shù)據(jù)，輸入非線性材料建模軟件，并取得最終在結(jié)構(gòu)分析軟件如ABAQUS、ANSYS、LS-DYNA、和 MARC中做進(jìn)一步分析所必要的關(guān)鍵材料參數(shù)。
展開(kāi) 沖壓覆蓋件屈服紋缺陷的微觀分析
圖2 屈服紋缺陷處的三維形貌
圖3 正常表面處的三維形貌
圖4 樣條1 的拉伸曲線
圖5 樣條2 的拉伸曲線
圖6 拉伸試樣斷口照片(1000×)
圖7 拉伸試樣斷口照片(2000×)
案例結(jié)論
(1)冷軋帶鋼在沖壓成形后，帶有屈服紋的區(qū)域表面要低于正常表面。
(2)帶有屈服紋的零件的拉伸力學(xué)性能均高于正常件，且其斷口韌窩有一定的剪切變形特征。
作者簡(jiǎn)介
博士，主要從事汽車用高強(qiáng)鋼成形及顯微組織研究，主持完成寶武集團(tuán)青山基地汽車用鋼常見(jiàn)缺陷分析圖譜，曾獲得湖北省創(chuàng)新方法大賽一等獎(jiǎng)，擁有3 項(xiàng)專利。
彭周
——來(lái)源：《鍛造與沖壓》2020年第24期
展開(kāi) 通過(guò)模擬分析揭示微觀尺度聲子對(duì)Si-Ge界面熱阻的影響
然而，由于復(fù)雜的物理性質(zhì)和微觀效應(yīng)，從原子尺度到微觀尺度的探究對(duì)界面熱運(yùn)輸?shù)脑砣匀恢跎佟?隨著界面密度的增加，熱運(yùn)輸不僅取決于材料本身的特性，還取決于熱界面的條件。在這些情況下，由熱界面引起的熱阻可能大于材料本身的熱阻，并在熱傳遞中起關(guān)鍵作用。但是，由于熱界面周圍的復(fù)雜性，如原子結(jié)構(gòu)不匹配，熱載體之間的相互作用等，更好地理解界面阻力仍然是最近研究工作的中心。
近年來(lái)，在界面熱輸運(yùn)理論和模擬方面取得了許多進(jìn)展，主要集中在原子尺度上的界面散射。傳統(tǒng)的聲學(xué)失配模型(AMM)和擴(kuò)散失配模型( DMM)基于兩種組成材料的性質(zhì)來(lái)預(yù)測(cè)界面聲子散射，沒(méi)有考慮局部原子結(jié)構(gòu)和鍵合強(qiáng)度對(duì)界面熱輸運(yùn)的影響，存在一定的缺陷。
近期新的模擬手段，例如原子格林函數(shù)(AGF)和分子動(dòng)力學(xué)(MD)模擬，克服了這些缺點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種類型的界面。雖然這些MD和AGF在原子尺度上對(duì)界面聲子輸運(yùn)的詳細(xì)機(jī)制的理解有了顯著的進(jìn)步，但是它們對(duì)模擬更小尺度上的能力有限，例如距離界面幾微米范圍內(nèi)的聲子-界面和聲子-聲子散射的聯(lián)合效應(yīng)。因此揭示微觀尺度上聲子-界面和聲子-聲子散射的復(fù)雜相互作用是非常重要的。
02
成果掠影
近期，美國(guó)匹茲堡大學(xué)Sangyeop Lee教授團(tuán)隊(duì)研究了硅鍺界面聲子-界面散射和硅鍺引線聲子-聲子散射對(duì)界面總熱阻的綜合影響。
利用動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅(MC)技術(shù)求解了半無(wú)限長(zhǎng)Si和Ge引線界面上聲子輸運(yùn)的穩(wěn)態(tài)Peerls - Boltzmann輸運(yùn)方程。此外，該團(tuán)隊(duì)計(jì)算了聲子-聲子散射產(chǎn)生的局部熵，并定量分析了非平衡聲子在界面附近散射產(chǎn)生的熱阻。通過(guò)使用Peerls - Boltzmann輸運(yùn)方程表明，非平衡聲子在Si-Ge界面附近的聲子-聲子散射產(chǎn)生的阻力遠(yuǎn)大于界面散射直接引起的阻力。
展開(kāi) 