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成分相关的单晶Cr-Co-Ni合金形变机制的分子动力学模拟研究
1
作者 耿长建 杨怡斌 +2 位作者 由宝财 董会苁 马海坤 《材料导报》 北大核心 2025年第2期234-238,共5页
近年来,Co-Cr-Ni中熵合金因其杰出的性能在材料领域引起广泛关注。然而,在单晶Co-Cr-Ni中熵合金中,随着化学成分的变化,其内部微观结构对材料的塑性和硬度等力学性能的影响仍然需要详细研究。本工作借助分子动力学模拟,对包括等原子比例... 近年来,Co-Cr-Ni中熵合金因其杰出的性能在材料领域引起广泛关注。然而,在单晶Co-Cr-Ni中熵合金中,随着化学成分的变化,其内部微观结构对材料的塑性和硬度等力学性能的影响仍然需要详细研究。本工作借助分子动力学模拟,对包括等原子比例的CoCrNi和非等原子比例的Co_(10)(CrNi)_(90)、Cr_(10)(CoNi)_(90)以及Ni_(10)(CoCr)_(90)在内的不同成分的单晶Co-Cr-Ni中熵合金进行了深入探讨。研究结果揭示了不同成分下材料力学性能的显著差异,包括屈服应力、杨氏模量和流变应力。同时,分析了Lomer-Cottrell锁结构、层错四面体和显微组织的演化,以及这些因素对材料的强化作用。 展开更多
关键词 中熵合金 分子动力学模拟 Shockley不全位错 Lomer-Cottrell锁结构 层错四面体
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砌体轴心和局部受压离散元仿真在教学中的应用 被引量：1
2
作者 李涛 蔡靖 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第3期156-164,共9页
砌体是块体和砂浆的黏结组合材料,为了让学生更好地理解砖块体和砂浆对外力的分担作用,运用离散元方法建立了砖块体团簇模型、砂浆团簇模型,进而“砌筑”了普通砖砌体数值试件,对砖砌体分别开展轴心受压和局部受压仿真。仿真复现了砌体... 砌体是块体和砂浆的黏结组合材料,为了让学生更好地理解砖块体和砂浆对外力的分担作用,运用离散元方法建立了砖块体团簇模型、砂浆团簇模型,进而“砌筑”了普通砖砌体数值试件,对砖砌体分别开展轴心受压和局部受压仿真。仿真复现了砌体受压时的应力-应变关系和破坏模式,应力峰值处伴随大量砖颗粒-砖颗粒胶结接触破坏。砌体应力主要由胶结接触承担,其中砖-砖胶结接触>砖-砂浆胶结接触>砂浆-砂浆胶结接触,砂浆主要起到连接块体的作用;法向接触力承力大于切向接触力。通过仿真教学,有助于学生建立砌体宏观力学表现受控于微观结构和微观力学的认知,加深了学生对砌体受力机理和强度的理解。 展开更多
关键词 砖砌体 轴心受压 局部受压 离散单元法 虚拟仿真
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复合材料可靠性设计的小子样系数法 被引量：8
3
作者 熊峻江 刘洪天 +1 位作者 寇长河 高镇同 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期111-118,共8页
对试验数据进行统计分析后 ,找到了 T30 0 / QY8911,T30 0 / HD0 3和 T30 0 / QY8911- 等几种常用复合材料强度性能的最大标准差 ,并发现 :0°铺层或 90°铺层的复合材料单层板强度性能分散性 (变异系数或方差 )要比多向铺层板... 对试验数据进行统计分析后 ,找到了 T30 0 / QY8911,T30 0 / HD0 3和 T30 0 / QY8911- 等几种常用复合材料强度性能的最大标准差 ,并发现 :0°铺层或 90°铺层的复合材料单层板强度性能分散性 (变异系数或方差 )要比多向铺层板大 ,这一性质对大多数复合材料都成立。通过对 T30 0 / QY8911,T30 0 / HD0 3和 T30 0 / QY8911- 等复合材料强度性能的分布检验 ,发现 :复合材料强度性能遵循对数正态分布。提出复合材料强度性能可靠性设计的高精度小子样系数方法 ,与传统方法等进行了对比计算 ,发现 :本文方法计算结果稳定 ,计算精度高 ,可以获得比其他方法更大的数值结果 ,使复合材料得到更加充分的利用 。 展开更多
关键词 复合材料 可靠性 设计 标准差 强度性能 小子样系数法
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一个非线性强度退化模型 被引量：18
4
作者 吕文阁 谢里阳 徐灏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1997年第2期55-57,共3页
从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发，建立了一个非线性的、连续的强度退化模型。该模型的参数可由Ｓ—Ｎ曲线来确定。将模型应用于两级及多级载荷下剩余寿命估算，并用１６Ｍｎ钢进行了试验验证，结果表明可以较准... 从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发，建立了一个非线性的、连续的强度退化模型。该模型的参数可由Ｓ—Ｎ曲线来确定。将模型应用于两级及多级载荷下剩余寿命估算，并用１６Ｍｎ钢进行了试验验证，结果表明可以较准确地估算两级及多级载荷下的疲劳寿命。 展开更多
关键词 强度退化 剩余强度 疲劳寿命 强度理论
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Cu／Ni多层膜中交变应力场对可动位错的制约 被引量：7
5
作者 程东 严志军 严立 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期118-122,共5页
Cu／Ni多层膜的强化作用来自于多层膜结构中交变应力场对位错运动的约束,该交变应力场主要包括两部分：在共格界面处由于剪切模量差而导致的镜像力,以及多层膜内由于晶格常数差而形成失配位错网的应力,如果位错在膜层内运动的临界应力... Cu／Ni多层膜的强化作用来自于多层膜结构中交变应力场对位错运动的约束,该交变应力场主要包括两部分：在共格界面处由于剪切模量差而导致的镜像力,以及多层膜内由于晶格常数差而形成失配位错网的应力,如果位错在膜层内运动的临界应力值小于交变应力场的约束,位错会被限制在单层膜内运动,多层膜被强化；反之,则位错很容易通过界面到达临近的膜层,多层膜开始出现弱化,交变应力场的变化幅值与多层膜的调制波长相关,理论计算结果表明,Cu／Ni多层膜的临界调制波长为1．9 nm,但失配位错网的交变应力场在多层膜的调制波长λ=9 nm时振幅达到极值。 展开更多
关键词 多层膜 失配位错 分子动力学 交变应力场
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基体偏压对TiAlN涂层性能的影响 被引量：17
6
作者 张皓扬 周兰英 田建朝 《表面技术》 EI CAS CSCD 2006年第6期15-16,45,共3页
基体偏压是多弧离子镀沉积TiA lN涂层工艺中的一个重要参数,它对涂层的结构以及涂层生长速度有重要影响。通过改变沉积过程中的基体偏压,发现TiA lN涂层表面熔滴的密度和直径随基体负偏压的增加而减小,涂层的显微硬度随着基体负偏压的... 基体偏压是多弧离子镀沉积TiA lN涂层工艺中的一个重要参数,它对涂层的结构以及涂层生长速度有重要影响。通过改变沉积过程中的基体偏压,发现TiA lN涂层表面熔滴的密度和直径随基体负偏压的增加而减小,涂层的显微硬度随着基体负偏压的增加而增加,孔隙率随着基体负偏压的升高而降低。 展开更多
关键词 基体偏压 多弧离子镀 TIALN涂层
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纳米尺度孔洞周围应力集中现象分析 被引量：7
7
作者 陈明 李革 张文飞 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期131-134,共4页
运用分子动力学方法,采用EAM势函数对纳米单晶铜杆拉伸过程进行分析。选择一个无孔的纳米单晶铜杆作为模型进行拉伸实验,分析内部拉伸应力分布情况;在该模型中间挖出一个孔洞进行拉伸实验,分析孔边拉伸应力分布情况,用工程应力的方法计... 运用分子动力学方法,采用EAM势函数对纳米单晶铜杆拉伸过程进行分析。选择一个无孔的纳米单晶铜杆作为模型进行拉伸实验,分析内部拉伸应力分布情况;在该模型中间挖出一个孔洞进行拉伸实验,分析孔边拉伸应力分布情况,用工程应力的方法计算应力、应力集中系数。改变模型尺寸、孔洞半径,对多个模型孔边应力集中系数进行计算,总结孔边应力集中的特点。 展开更多
关键词 分子动力学 纳米单晶铜 孔洞 应力集中
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基于最弱环理论的缺口件概率疲劳寿命预测方法 被引量：7
8
作者 胡绪腾 辛朋朋 宋迎东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第2期164-169,共6页
基于最弱环理论和光滑试样疲劳寿命的Weibull分布,建立了一种缺口件概率疲劳寿命预测方法。该方法首先基于最弱环理论和光滑试样的疲劳强度分布,通过定义缺口件的Weibull有效应力,建立了缺口件在给定循环载荷下的疲劳失效概率计算公式... 基于最弱环理论和光滑试样疲劳寿命的Weibull分布,建立了一种缺口件概率疲劳寿命预测方法。该方法首先基于最弱环理论和光滑试样的疲劳强度分布,通过定义缺口件的Weibull有效应力,建立了缺口件在给定循环载荷下的疲劳失效概率计算公式。基于Weibull有效应力和光滑试样的疲劳应力-特征寿命方程,可计算得到给定循环载荷时缺口件的特征疲劳寿命,进一步根据光滑试样的Weibull疲劳寿命分布可最终获得缺口件在给定循环载荷下的疲劳寿命分布。采用上述方法对TC4缺口试样进行了概率疲劳寿命预测,并与局部应力应变法预测结果进行了对比。结果表明:局部应力应变法预测结果过于保守,本文方法预测精度较高,50%失效概率时的疲劳寿命预测结果与缺口试样试验均值寿命吻合很好,10%和90%失效概率时的疲劳寿命预测结果基本分布在试验均值寿命的两倍分散带之内。 展开更多
关键词 材料疲劳 裂纹起始 概率 WEIBULL分布 应力集中
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多层膜晶界和膜界间竞比变形及其对硬度测量的影响 被引量：3
9
作者 刘明霞 马飞 +4 位作者 黄友兰 黄平 余花娃 张建民 徐可为 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期603-606,共4页
使用磁控溅射法制备了不同调制波长的Ni/Al多层膜,利用X射线衍射(XRD)和高分辨电子显微术(HRTEM)对薄膜进行了微结构表征,采用连续刚度法(CSM)研究了不同压入深度下多层膜的硬度．结果表明,随调制波长减小,薄膜呈纳米晶结构特征且存在... 使用磁控溅射法制备了不同调制波长的Ni/Al多层膜,利用X射线衍射(XRD)和高分辨电子显微术(HRTEM)对薄膜进行了微结构表征,采用连续刚度法(CSM)研究了不同压入深度下多层膜的硬度．结果表明,随调制波长减小,薄膜呈纳米晶结构特征且存在超硬效应．调制波长L大于30 nm时,纳米压入硬度随压入深度的增加而升高;L小于30 nm时,最大压入深度的硬度测量值反而最小．同时发现压入深度较小时硬度相对大小对调制波长不敏感．结合微结构表征,从晶界和膜界的竞比变形角度进行了分析讨论． 展开更多
关键词 多层膜 硬度 压入深度 调制波长 晶界
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分子动力学方法在研究材料力学行为中的应用进展 被引量：14
10
作者 张永伟 王自强 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1996年第1期14-27,共14页
报道近年来分子动力学方法应用于研究位错、裂纹、晶界及其相互作用方面的进展．主要包括：裂纹尖端的位错发射，位错发射的不稳定堆垛能，晶体与裂纹’几何关系对位错发射的影响，温度对位错发射的影响以及由裂纹尖端发射的位错列与不... 报道近年来分子动力学方法应用于研究位错、裂纹、晶界及其相互作用方面的进展．主要包括：裂纹尖端的位错发射，位错发射的不稳定堆垛能，晶体与裂纹’几何关系对位错发射的影响，温度对位错发射的影响以及由裂纹尖端发射的位错列与不对称倾侧晶界的相互作用．报道主要以我们的工作为主。 展开更多
关键词 裂纹 位错 分子动力学 晶界 断裂 材料力学
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基体表面形貌对膜基结合强度影响规律的研究 被引量：7
11
作者 周兰英 和庆娣 程平 《表面技术》 EI CAS CSCD 2006年第2期13-14,26,共3页
借助分子动力学方法对薄膜成核的微观过程和基体形貌进行了模拟分析。当基体形貌的偏斜度Sk为负值时,接触角θ较小,成核率较高;随着Sk的降低,基体的形貌满型增多,沉积粒子参与成团的个数也随之增加,从而成核率也会增加,进而利于薄膜随... 借助分子动力学方法对薄膜成核的微观过程和基体形貌进行了模拟分析。当基体形貌的偏斜度Sk为负值时,接触角θ较小,成核率较高;随着Sk的降低,基体的形貌满型增多,沉积粒子参与成团的个数也随之增加,从而成核率也会增加,进而利于薄膜随后的长大、成膜。从理论上证明了不同的基体表面形貌对基体与所形成的薄膜之间的结合强度有很大影响,偏斜度Sk取值在-1^-3时,所生长的薄膜膜基间结合强度高。 展开更多
关键词 偏斜度 分子动力学 计算机模拟
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Al_2O_3·SiO_2/ZL109 金属基复合材料的强度性能研究 被引量：2
12
作者 张若棋 杨广 +2 位作者 王诚洪 赵国民 张万甲 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期48-53,共6页
介绍了硅酸铝短纤维增强ＺＬ１０９铸铝合金（Ａｌ２Ｏ３ＳｉＯ２／ＺＬ１０９ＭＭＣ）的静态实验和冲击实验结果。给出了这种复合材料的静态强度、动态屈服强度和层裂强度并对实验结果进行了分析讨论。
关键词 金属基 复合材料 动态屈服 层裂 硅酸铝短纤维
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含电子相影响的多功能含能结构材料冲击压缩理论计算 被引量：2
13
作者 何源 何勇 +5 位作者 王传婷 潘绪超 焦俊杰 郭磊 杨相礼 李铨 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期217-223,共7页
为了更好地描述疏松态金属材料的冲击压缩特性,基于托马斯-费米原子统计模型,研究金属晶体中电子热行为对系统内粒子数、内能、压强等参数的影响,修改了描述疏松金属材料的Wu-Jing模型中的参数R的计算方法。结合混合物的冷能叠加原理,... 为了更好地描述疏松态金属材料的冲击压缩特性,基于托马斯-费米原子统计模型,研究金属晶体中电子热行为对系统内粒子数、内能、压强等参数的影响,修改了描述疏松金属材料的Wu-Jing模型中的参数R的计算方法。结合混合物的冷能叠加原理,得到考虑电子相影响的疏松态混合物物态方程。并对不同配比的密实态W/Cu合金、不同疏松度的Al/Ni合金的典型多功能含能结构材料进行计算,获得其冲击压力-比容关系及冲击波速度-粒子速度关系,计算结果与实验结果吻合较好。结果表明,本文中模型对未反应条件下的金属材料冲击压缩特性预测较好;疏松材料的冲击压力-粒子速度关系并不呈现出密实材料的近似线性关系,其冲击压缩过程分为压实前和压实后2个明显的阶段;多功能含能结构材料的冲击压缩特性受材料孔隙率、材料配比等影响明显。 展开更多
关键词 多功能含能结构材料 物态方程 电子热运动影响 疏松材料
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强韧化材料的细观力学设计 被引量：5
14
作者 杨庆生 杨卫 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期177-184,共8页
本文主要阐述强韧化材料细观力学设计的基本概念和方法、力学模型和关键技术．探讨建立材料优化设计模型的可能途径．特别强调面向计算机的材料性能定量设计方法和材料细观力学设计的软件系统．
关键词 强韧化 材料设计 细观力学 软件系统
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疲劳裂纹萌生的细观效应 被引量：11
15
作者 邵培革 刘英秋 +1 位作者 姚枚 王仁智 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期191-194,共4页
Ｘ射线衍射分析表明，在疲劳极限载荷下循环加载１０＾７次事，退火态１６Ｍｎ在厚度约３个铁素体晶粒大小的表层内，３００Ｍ钢在厚度经１５个原奥氏体晶粒大小的表层内，喷丸强化３００Ｍ钢在距表面２００－３２０μｍ的亚表层内发生... Ｘ射线衍射分析表明，在疲劳极限载荷下循环加载１０＾７次事，退火态１６Ｍｎ在厚度约３个铁素体晶粒大小的表层内，３００Ｍ钢在厚度经１５个原奥氏体晶粒大小的表层内，喷丸强化３００Ｍ钢在距表面２００－３２０μｍ的亚表层内发生ＸＲＤ效应的明显变化。 展开更多
关键词 疲劳裂纹萌生 细观过程
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失配位错对Cu/Ni多层膜力学性能的影响 被引量：2
16
作者 程东 严立 严志军 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期918-920,926,共4页
通过对Cu/Ni多层膜纳米压痕过程的二维分子动力学模拟,研究了失配位错对多层膜力学性能的影响。结果表明,失配位错网对滑移位错的阻碍作用使Cu/Ni多层膜得以强化,并且这种强化作用依赖于多层膜的调制波长(相邻两膜层的厚度之和)。当调... 通过对Cu/Ni多层膜纳米压痕过程的二维分子动力学模拟,研究了失配位错对多层膜力学性能的影响。结果表明,失配位错网对滑移位错的阻碍作用使Cu/Ni多层膜得以强化,并且这种强化作用依赖于多层膜的调制波长(相邻两膜层的厚度之和)。当调制波长大于临界值λc时,失配位错的应力场随膜层厚度变化不大;当调制波长小于临界值λc时,失配位错的运动导致了界面处的应力集中,从而使多层膜的力学性能下降。为了优化多层膜的力学性能,临界调制波长要大于在单膜层内产生位错的深度。 展开更多
关键词 多层膜 失配位错 分子动力学 纳米压痕
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金属材料计算微观力学网格自动生成 被引量：2
17
作者 赵要武 孙秦 杨庆雄 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第4期490-494,共5页
金属材料微观结构形态不仅在材料科学中具有重要研究意义，而且也是微、细观力学分析，特别是计算微观力学的研究内容。本文依据冶金物理学理论基础，简化材料微结构形成过程，把数学和几何学结合起来，提出了“随机投放，逐点扫描”构... 金属材料微观结构形态不仅在材料科学中具有重要研究意义，而且也是微、细观力学分析，特别是计算微观力学的研究内容。本文依据冶金物理学理论基础，简化材料微结构形成过程，把数学和几何学结合起来，提出了“随机投放，逐点扫描”构造材料微结构形态的方法，并将此方法的仿真结果进行统计分析，用材料物理概念予以检验，表明仿真结果不丢失晶粒形状、晶粒度等主要统计特征，与真实材料的微结构有良好的一致性。 展开更多
关键词 微结构 晶粒 晶粒度 金属材料 细观力学
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链网模型与Si_3N_4陶瓷材料宏细观力学行为模拟 被引量：3
18
作者 梁乃刚 刘庆杰 +1 位作者 李静 宋海涛 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期182-188,共7页
假定原位增强陶瓷材料中存在的众多微裂纹将基体分割成块，增强体长颗粒的桥联是块间的传力机制，提出了一种链网模型，用于模拟材料宏观力学行为与细观损伤演化．论述了模型参量与材料细观组元几何，物理参数之间的关系。
关键词 链网模型 原位增强 陶瓷 细观损伤 宏观力学
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基于简化模型仿真的内螺纹应力分析方法研究 被引量：1
19
作者 龙旦风 黄成海 +3 位作者 徐卫国 向东 王一江 江伟 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期938-944,共7页
内螺纹通常是机械零件的疲劳强度薄弱部位。由于螺纹建模困难、计算量极大而且不容易收敛,工程上普遍采用无螺纹的简化模型进行仿真。简化模型的缺点是无法反映螺纹根部应力集中,所以应力结果是不正确的。针对此问题,提出一种基于简化... 内螺纹通常是机械零件的疲劳强度薄弱部位。由于螺纹建模困难、计算量极大而且不容易收敛,工程上普遍采用无螺纹的简化模型进行仿真。简化模型的缺点是无法反映螺纹根部应力集中,所以应力结果是不正确的。针对此问题,提出一种基于简化模型仿真的内螺纹根部应力分析方法,该方法把内螺纹根部的应力分解成近源应力分量和远源应力分量,并根据它们的特点提出近源应力转换矩阵、远源应力转换矩阵的概念以及获取方法,利用这两个矩阵可以将简化模型仿真结果转换为近源应力和远源应力,然后叠加得到螺纹根部的最大应力。计算结果显示,内螺纹应力转换法基本上达到了三维细节模型的有限元计算精度,尤其是在疲劳强度薄弱部位即孔底端第一扣啮合螺纹根部,两种方法的结果吻合良好,证明了内螺纹应力转换法的精确性和有效性。 展开更多
关键词 内螺纹 螺纹根部 应力集中 最大应力 疲劳强度
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基于原子力显微镜的薄膜涂层界面观测及其变形特性 被引量：1
20
作者 刘畅 许金泉 +1 位作者 孟祥琦 李晨 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1485-1488,共4页
提出了一种基于原子力显微镜的纳米材料弹性模量的测试方法,并应用原子力显微镜对薄膜涂层材料界面微观结构进行高倍观察,定量分析界面相的存在对界面弹性变形的影响.研究结果表明,实验样品为柔性界面;界面相具有晶界型纳米相的微观分布... 提出了一种基于原子力显微镜的纳米材料弹性模量的测试方法,并应用原子力显微镜对薄膜涂层材料界面微观结构进行高倍观察,定量分析界面相的存在对界面弹性变形的影响.研究结果表明,实验样品为柔性界面;界面相具有晶界型纳米相的微观分布,该微观结构有助于缓解并阻止裂纹的产生,从而增强了纳米涂层材料的承载能力.从微观尺度上探索了界面相效应对材料弹性变形的影响. 展开更多
关键词 原子力显微镜 薄膜涂层 界面 微观结构 弹性模量
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