氦氖激光陀螺銦封界面數(shù)值模擬及失效機(jī)理研究.pdf

1、He-Ne激光陀螺作為一種常用的慣性制導(dǎo)器件，在現(xiàn)代航空、航海、航天等國(guó)防事業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。電極與諧振腔的熱壓封接是He-Ne激光陀螺生產(chǎn)過(guò)程中的核心工藝之一，封接界面的失效會(huì)直接造成諧振腔內(nèi)真空放電環(huán)境的改變，降低產(chǎn)品的有效壽命。文章基于分子動(dòng)力學(xué)和第一性原理理論對(duì)陰極Al/In和陽(yáng)極Cu/In界面進(jìn)行數(shù)值模擬，研究了Al(001)/In(001)界面原子擴(kuò)散以及屈服失效過(guò)程，分析界面的失效機(jī)理，旨在為進(jìn)一步優(yōu)化諧振腔與電極銦封工藝提

2、供理論指導(dǎo)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)基于第一性原理理論，對(duì)Al、Cu、In理想晶體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)優(yōu)化后三種晶體各低指數(shù)表面模型的弛豫狀態(tài)、表面能和表面態(tài)密度進(jìn)行綜合分析，結(jié)果表明Al(111)、Cu(111)、In(001)三個(gè)表面最穩(wěn)定。
　　2)以穩(wěn)定表面分別構(gòu)建Al(111)/In(001)和Cu(111)/In(001)界面初始模型，通過(guò)對(duì)比優(yōu)化后兩種界面的界面能、吸附能和解離能數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步分析界面附近原子的

3、弛豫狀態(tài)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)理想Cu(111)/In(001)界面比Al(111)/In(001)界面更加穩(wěn)定，界面強(qiáng)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(xiàn)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(jià)鍵作用，其中Cu(111)/In(001)界面電荷轉(zhuǎn)移程度更高。
　　3)基于2NN-MEAM原子作用勢(shì)，采用經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)研究了不同工藝溫度及壓力下Al(111)/In(001)和Cu