纳米压痕、划痕与涂层耐磨

扭转双层石墨烯包覆碳化硅纳米压痕的分子动力学研究

用分子动力学研究不同扭转角的双层石墨烯作为4H-SiC阻挡涂层在纳米压痕下的硬度—韧性协同。相对裸4H-SiC，平均弹性模量和本征硬度分别提高约25.1%和13.5%；大角度涂层因层间耦合减弱、滑移增强，抗压入能力更好，其中21.78°最有效。该角度下涂层滑移区局部sp2→sp3相变形成类金刚石结构，推迟基底全位错形核扩展；涂层被穿透后，其他位错与全位错竞争，进一步抑制损伤。弹性阶段对温度不敏感，塑性阶段对温度与瞬时压入深度敏感。