奈米尺度下双晶界对铜金属机械性质之影响-科技部工程科技推展中心.PDF

行政院國家科學委員會專題研究計畫 期末報告 奈米尺度下雙晶界對銅金屬機械性質之影響(第 2年) 計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 100-2221-E-006-144-MY2 執 行 期 間 ：101年08月01日至102年07月31日 執 行 單 位 ：國立成功大學材料科學及工程學系（所） 計 畫 主 持 人 ： 許文東 計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：莊秉諭 碩士班研究生-兼任助理人員：劉威廷 碩士班研究生-兼任助理人員：曾薪祐 碩士班研究生-兼任助理人員：蕭群逸 碩士班研究生-兼任助理人員：陳子豪 碩士班研究生-兼任助理人員：張惇 碩士班研究生-兼任助理人員：趙婉琴 碩士班研究生-兼任助理人員：侯翰硯 碩士班研究生-兼任助理人員：吳宗荃 公 開 資 訊 ： 本計畫可公開查詢 中 華 民 國 102 年 10月 31 日 中 文 摘 要 ： 本計畫利用分子動力學模擬研究雙晶界對銅金屬之機械性質 的影響，計畫分成兩部分，第一部分為單純外部結構下之雙 晶界對銅金屬機械性質探討，第二部份為以金屬奈米顆粒沉 積法，成長具特殊面向之金屬奈米線及其機械性質探討。在 第一部分中我們對雙晶界奈米線機械性質之影響性做系統性 的研究，其結果對於雙晶界間距以及奈米線直徑對機械性質 之交互作用關係提供深入的瞭解，此外我們亦探討奈米線外 型的效應，所得結果對於設計特定機械性質之金屬奈米線有 相當大的幫助。在第二部份中，我們選擇正二十面體金屬奈 米團簇為研究對象。由於正二十面體結構在自然界中為一穩 定結構，且其結構內部有特殊的雙晶界排列，這些排列造成 正二十面體有超強的機械性質。我們首先針對單一正二十面 體結構金屬奈米團簇在沉積過程的形變以及動能傳遞機制作 探討，然後再做正二十面體的奈米團簇連續沉積模擬，沈積 到最後得到以正二十面體所成長出之奈米線。其結果對於實 驗上利用金屬奈米團簇成長金屬奈米線之成長條件，與相對 應的機械性質提供深入的了解。研究的成果可以縮短開發合 成超強度奈米線的方法之時程並減少開發成本。 中文關鍵詞： 分子動力學模擬，平行化運算，雙晶，奈米力學，正二十面 體奈米團簇 英 文 摘 要 ： The project focuses on using molecular dynamics (MD) simulations to investigate effect of nano-twinned boundary on the mechanical properties of copper metal. The work is divided into two categories. The