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基于分子动力学仿真的纳米胶体射流抛光材料去除机理-中国表面工程
第 30 卷 第 1 期 中 国 表 面 工 程 Vol. 30 No. 1
2017 年 2 月 CHINA SURFACE ENGINEERING February 2017
doi: 10.11933/j.issn.1007−9289.20160809001
基于分子动力学仿真的纳米胶体射流抛光材料去除机理
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王 星 ，张 勇 ，徐 琴 ，崔仲鸣，张飞虎
(1. 河南工业大学 机电工程学院，郑州 450001; 2. 哈尔滨工业大学 机电工程学院，哈尔滨 150001)
摘 要: 利用分子动力学模拟了纳米SiO 颗粒与单晶硅(100)表面的碰撞过程，以此来分析纳米胶体射流抛光的材料去
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除机理。仿真结果显示：粒径为7 nm的SiO 颗粒其速度在50 m/s时，与单晶硅工件表面的碰撞作用不会引起工件表面
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的原子排布的变化；而若要使碰撞对单晶硅工件表面原子排布产生影响，纳米SiO 颗粒的速度需大于250 m/s 。以单晶
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硅工件为加工对象进行了纳米胶体射流抛光加工试验。利用激光拉曼光谱对加工前后单晶硅工件表面原子排布状况
进行了比较，其结果与分子动力学仿真结果吻合。利用X射线光电子能谱，研究了加工前后纳米SiO 颗粒与单晶硅工
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件表面原子之间化学键的变化。通过仿真和试验得出：纳米胶体射流抛光中，纳米颗粒碰撞所产生的机械作用不能
直接去除工件材料，材料的去除是纳米颗粒与工件表面之间机械作用和化学作用的共同结果。
关键词: 机理；纳米胶体；射流抛光；分子动力学
中图分类号: TG580.692 文献标志码: A 文章编号: 1007−9289(2017)01–0016–10
Material Removal Mechanism of Nanoparticle Colloid Jet Polishing Based on
Molecular Dynamics Simulation
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WANG Xing , ZHANG Yong , XU Qin , CUI Zhong-ming , ZHANG Fei-hu
(1. School of Mechanical Electrical Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001; 2. School of
Mechatronic Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001)
Abstract: The mate
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