Friction Mechanisms of γ-Al 2 O 3 Under Nanoindentation–Scratch Coupling: A Deep Neural Network Potential Approach

材料科学 非线性系统 缩进 振幅 机械 剪切(地质) 剪切模量 陶瓷 接触力学 模数 接触面积 人工神经网络 弹性模量 刚度 还原(数学) 摩擦系数 抗剪强度(土壤) 常量(计算机编程) 表面力仪 势能 曲面(拓扑) 剪应力 摩擦系数 经典力学 法向力 复合材料 统计物理学 接触动力学
作者
Zhenyu Bu,Xiaoqin Zhao,Yiyang Wei,Lili Dong,Yulong An,Huidi Zhou
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:129 (43): 19537-19550 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.5c04118
摘要

This study constructs and validates a deep neural network potential with quantum-level accuracy for γ-Al 2 O 3, achieving root-mean-square errors of 1.2 meV/atom for energy and 19 meV/Å for force. Based on this potential, nanoindentation-scratch simulations at three indentation depths are performed to investigate the evolution of elasticity, creep, and viscoplasticity. Hertzian fitting yields an elastic modulus of 317.4–322.4 GPa, which closely agrees with experimental measurements. Frictional analysis reveals that the normal force stabilizes into a plateau, while the friction coefficient exhibits a nonlinear increase, governed respectively by the real contact area and the atomic-scale shear strength spectrum. The normalized load Π = F f / N c indicates that the mean interfacial shear strength remains nearly constant with depth, whereas the amplitude of its fluctuations increases by a factor of 3. These findings elucidate the synergistic roles of contact area control and shear spectrum broadening in ceramic interfacial friction, providing quantitative guidance for friction reduction strategies that integrate surface texturing and interfacial chemistry, and establishing a computational foundation for large-scale data-driven materials design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
WL完成签到 ,获得积分0
4秒前
蓝莓芝士完成签到 ,获得积分10
4秒前
sll完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
噗愣噗愣地刚发芽完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
Rui发布了新的文献求助10
10秒前
研友_8WMgOn完成签到 ,获得积分10
12秒前
Tra小宝发布了新的文献求助10
13秒前
怕黑的店员完成签到,获得积分10
16秒前
crystal完成签到 ,获得积分10
16秒前
Eric完成签到,获得积分10
16秒前
Beyond095完成签到 ,获得积分10
19秒前
Zengyuan完成签到,获得积分10
20秒前
qiqi完成签到 ,获得积分10
21秒前
感性的俊驰完成签到 ,获得积分10
23秒前
隋同学完成签到,获得积分10
23秒前
毛豆小Y完成签到 ,获得积分10
23秒前
DL_zhai完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
cadcae完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
32秒前
feiyafei完成签到 ,获得积分10
33秒前
35秒前
呆萌芙蓉完成签到 ,获得积分10
36秒前
Tra小宝完成签到,获得积分10
38秒前
38秒前
稳重的秋天完成签到,获得积分10
39秒前
泥嚎完成签到,获得积分10
44秒前
青帝发布了新的文献求助30
45秒前
小鱼完成签到 ,获得积分10
47秒前
Thunnus001完成签到 ,获得积分10
47秒前
余慵慵完成签到 ,获得积分10
48秒前
香蕉新儿完成签到,获得积分10
49秒前
任性铅笔完成签到 ,获得积分10
58秒前
grubby完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
狞风妖完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lilylian发布了新的文献求助30
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1500
奈特基础组织学:配套组织病理学(第4版)(Netter's Essential Histology With Correlated Histopathology)求助 1000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
John McDowells Bildungstheorie 800
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Synthesis, Application and Future Perspectives of Smart Nano-materials - Part 1 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8152021
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9548857
关于积分的说明 21687633
捐赠科研通 7740138
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3425126
关于科研通互助平台的介绍 2550227
邀请新用户注册赠送积分活动 2468512