POSS纳米杂化材料压痕实验的分子力学模拟  

Molecular mechanics simulation on the nanoindentation of POSS hybrid polystyrene

作　　者：李君[1] 孙毅[1] 赵兵[1] 曾凡林[1] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学航天科学与力学系,哈尔滨150001

出　　处：《哈尔滨工业大学学报》2011年第S1期12-15,共4页Journal of Harbin Institute of Technology

基　　金：国家自然科学基金资助项目(10972066)

摘　　要：本文通过分子力学模拟方法研究了聚苯乙烯和丙基POSS纳米杂化聚苯乙烯两种薄膜在压痕实验中的力学行为.计算得到了两种材料的载荷-位移曲线.曲线表明随着压头位移的增加,两种材料的载荷响应呈锯齿状增长.结合材料的载荷-位移曲线和模拟过程中材料的形变计算了两种材料的硬度.进而,采用一个简单的表达式描述材料硬度与压痕深度之间的关系.我们通过对多种聚合物硬度-压痕深度的拟合验证了公式的合理性.根据此公式计算出了聚苯乙烯及其POSS杂化材料极限硬度的比值,结果表明POSS单体可以有效地提高聚苯乙烯的硬度.本文通过分子力学模拟方法研究了聚苯乙烯和丙基POSS纳米杂化聚苯乙烯两种薄膜在压痕实验中的力学行为.计算得到了两种材料的载荷-位移曲线.曲线表明随着压头位移的增加,两种材料的载荷响应呈锯齿状增长.结合材料的载荷-位移曲线和模拟过程中材料的形变计算了两种材料的硬度.进而,采用一个简单的表达式描述材料硬度与压痕深度之间的关系.我们通过对多种聚合物硬度-压痕深度的拟合验证了公式的合理性.根据此公式计算出了聚苯乙烯及其POSS杂化材料极限硬度的比值,结果表明POSS单体可以有效地提高聚苯乙烯的硬度.

关 键 词：POSS 硬度 纳米压痕 分子力学模拟 

分 类 号：T-55[一般工业技术]