Fundamental Atomistic Insights into Tunable Tribological Performance of NbC/Nb Films through Thickness and Depth Effects

刮擦 材料科学 摩擦学 缩进 复合材料 陶瓷 穿透深度 渗透(战争) 刚度 图层(电子) 涂层 制作 摩擦系数 光学 医学 物理 替代医学 病理 运筹学 工程类
作者
Iman Salehinia
出处
期刊:Metals [MDPI AG]
卷期号:14 (1): 2-2
标识
DOI:10.3390/met14010002
摘要

Ceramic–metal nanolaminates (CMNLs) are promising scratch-resistant coatings, but knowledge gaps remain regarding the interactive effects of individual layer thickness and scratch depth. This study employed molecular dynamics simulations to investigate the tribological performance of NbC/Nb CMNLs, systematically varying ceramic and metal layer thicknesses (0.5–7.5 nm) and scratch depths (3, 5 nm). Models were loaded under displacement-controlled indentation followed by scratching. Mechanical outputs like material removal, friction coefficients, normal, and friction forces quantified scratch resistance. Material removal was even below that for NbC alone, demonstrating the multilayer benefit. Thinner layers showed complete penetration by the indenter, with material rolled in front rather than piled up. Thicker layers resisted penetration, enabling pile-up and lower friction coefficients due to higher normal forces. Excessive material removal decreased normal forces and raised friction coefficients. Peak coefficient occurred around 1.5–3 nm layer thicknesses where substantial top layer volumes were removed, minimizing ceramic under the indenter. Layer thickness corresponding to lowest material removal depended on scratch depth, with 3 nm and 7.5 nm layer thickness for 3 and 5 nm depths, respectively. Metallic layers reduced stiffness and drove material downward over piling up. Quantifying scratch resistance versus geometric parameters elucidates fundamental physics to facilitate superior CMNL coating fabrication.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
茵陈发布了新的文献求助10
刚刚
大胆机器猫完成签到,获得积分10
刚刚
丑丑虎发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
SCI的李完成签到 ,获得积分10
刚刚
HITvagary发布了新的文献求助30
1秒前
海棠依旧完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
勤劳高跟鞋完成签到,获得积分10
3秒前
pbqyun完成签到,获得积分10
4秒前
tyyx完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
regina完成签到,获得积分10
5秒前
KY Mr.WANG完成签到,获得积分10
6秒前
emma完成签到,获得积分10
9秒前
maolx完成签到,获得积分10
10秒前
汉堡包应助JOY采纳,获得30
10秒前
dhb001完成签到,获得积分10
10秒前
芒果味的包子完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
茵陈完成签到,获得积分10
12秒前
lyl完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
斑马发布了新的文献求助10
12秒前
风车车完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
廖佰城完成签到,获得积分10
17秒前
星星发布了新的文献求助10
18秒前
独特的凝云完成签到 ,获得积分10
18秒前
Moon发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
搜集达人应助傢誠采纳,获得10
20秒前
陈能能发布了新的文献求助10
20秒前
觀海聴濤完成签到 ,获得积分10
20秒前
real_cy完成签到 ,获得积分10
22秒前
jj完成签到,获得积分10
22秒前
盈盈水间发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
24秒前
深情安青应助斑马采纳,获得10
24秒前
高分求助中
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Plesiosaur extinction cycles; events that mark the beginning, middle and end of the Cretaceous 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 440
薩提亞模式團體方案對青年情侶輔導效果之研究 400
3X3 Basketball: Everything You Need to Know 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2387766
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2094296
关于积分的说明 5271975
捐赠科研通 1821016
什么是DOI,文献DOI怎么找? 908378
版权声明 559289
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 485288