氦氖激光陀螺銦封界面數值模擬及失效機理研究.pdf

1、He-Ne激光陀螺作為一種常用的慣性制導器件，在現代航空、航海、航天等國防事業(yè)領域應用廣泛。電極與諧振腔的熱壓封接是He-Ne激光陀螺生產過程中的核心工藝之一，封接界面的失效會直接造成諧振腔內真空放電環(huán)境的改變，降低產品的有效壽命。文章基于分子動力學和第一性原理理論對陰極Al/In和陽極Cu/In界面進行數值模擬，研究了Al(001)/In(001)界面原子擴散以及屈服失效過程，分析界面的失效機理，旨在為進一步優(yōu)化諧振腔與電極銦封工藝提

2、供理論指導。主要研究內容如下:
　　1)基于第一性原理理論，對Al、Cu、In理想晶體進行結構優(yōu)化，對優(yōu)化后三種晶體各低指數表面模型的弛豫狀態(tài)、表面能和表面態(tài)密度進行綜合分析，結果表明Al(111)、Cu(111)、In(001)三個表面最穩(wěn)定。
　　2)以穩(wěn)定表面分別構建Al(111)/In(001)和Cu(111)/In(001)界面初始模型，通過對比優(yōu)化后兩種界面的界面能、吸附能和解離能數據，并進一步分析界面附近原子的

3、弛豫狀態(tài)，結果發(fā)現理想Cu(111)/In(001)界面比Al(111)/In(001)界面更加穩(wěn)定，界面強度更高;界面的電子態(tài)密度分布顯示Al/In和Cu/In原子電子態(tài)在一定能量區(qū)間出現重疊，界面電荷密度及差分電荷密度圖顯示界面處原子間形成共價鍵作用，其中Cu(111)/In(001)界面電荷轉移程度更高。
　　3)基于2NN-MEAM原子作用勢，采用經典分子動力學研究了不同工藝溫度及壓力下Al(111)/In(001)和Cu