Molecular dynamics (MD) simulation

Molecular dynamics (MD) simulation has enhanced our understanding about ductile-regime machining of brittle materials such as silicon and germanium. In particular, MD simulation has helped understand the occurrence of brittle–ductile transition due to the high-pressure phase transformation (HPPT), which induces Herzfeld–Mott transition. In this paper, relevant MD simulation studies in conjunction with experimental studies are reviewed with a focus on (i) the importance of machining variables: undeformed chip thickness, feed rate, depth of cut, geometry of the cutting tool in influencing the state of the deviatoric stresses to cause HPPT in silicon, (ii) the influence of material properties: role of fracture toughness and hardness, crystal structure and anisotropy of the material, and (iii) phenomenological understanding of the wear of diamond cutting tools, which are all non-trivial for cost-effective manufacturing of silicon. The ongoing developmental work on potential energy functions is reviewed to identify opportunities for overcoming the current limitations of MD simulations. Potential research areas relating to how MD simulation might help improve existing manufacturing technologies are identified which may be of particular interest to early stage researchers.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การจำลองโมเลกุล dynamics (MD) ได้เพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับระบอบดัดตัดเฉือนของวัสดุเปราะเช่นซิลิคอนและเจอร์เมเนียม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง MD จำลองได้ช่วยให้เข้าใจการเกิดขึ้นของการเปลี่ยนแปลงเปราะเหนียวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันสูงระยะ (HPPT), ซึ่งก่อให้เกิดการเปลี่ยน Herzfeld – ม็อตได้ ในเอกสารนี้ มีทบทวนศึกษาจำลอง MD ที่เกี่ยวข้องร่วมกับการศึกษาทดลองกับ (i) ความสำคัญของตัวแปรเครื่องจักร: undeformed ชิหนา ฟีดเรขาคณิตของเครื่องมือตัดในสถานะของความเครียด deviatoric ให้เกิด HPPT ในซิลิคอน, (ii) อิทธิพลของคุณสมบัติของวัสดุ ราคา ความลึกของการตัด: บทบาทของกระดูกความเหนียวและความแข็ง โครงสร้างผลึกและดาวเทียมสำรวจคลื่นของวัสดุ และการสึกหรอของเครื่องมือตัดเพชร ซึ่งทั้งหมดไม่น่ารำคาญสำหรับประสิทธิภาพการผลิตซิลิคอน เข้าใจ phenomenological (iii) พัฒนางานอย่างต่อเนื่องจากพลังงานศักย์ฟังก์ชันมีการตรวจสอบเพื่อระบุโอกาสในการเอาชนะข้อจำกัดปัจจุบันของ MD จำลอง ศักยภาพงานวิจัยเกี่ยวข้องกับวิธี MD จำลองอาจช่วยปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตที่มีอยู่จะระบุซึ่งอาจจะเป็นประโยชน์ต่อนักวิจัยขั้นต้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การเปลี่ยนแปลงโมเลกุล (MD) จำลองได้เพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเครื่องจักรกลดัดระบอบการปกครองของวัสดุเปราะเช่นซิลิคอนและเจอร์เมเนียม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง, MD จำลองได้ช่วยให้เข้าใจการเกิดขึ้นของการเปลี่ยนแปลงเปราะ-ดัดเนื่องจากการเปลี่ยนเฟสแรงดันสูง (HPPT) ซึ่งก่อให้เกิดการ Herzfeld-Mott เปลี่ยนแปลง ในงานวิจัยนี้ศึกษา MD จำลองที่เกี่ยวข้องร่วมกับการศึกษาทดลองได้รับการทบทวนให้ความสำคัญกับ (i) ความสำคัญของตัวแปรเครื่องจักรกล A: ความหนาชิป undeformed อัตราการป้อนความลึกของการตัดรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือตัดที่มีอิทธิพลต่อรัฐของ deviatoric เน้นที่จะทำให้เกิด HPPT ในซิลิกอน (ii) อิทธิพลของคุณสมบัติของวัสดุ: บทบาทของการแตกหักและความแข็งโครงสร้างผลึกและ anisotropy ของวัสดุและ (iii) ความเข้าใจปรากฏการณ์ของการสึกหรอของเครื่องมือตัดเพชรซึ่งทั้งหมดเป็นแบบไม่ -trivial สำหรับการผลิตที่มีประสิทธิภาพของซิลิกอน งานการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในการทำงานพลังงานที่มีศักยภาพการตรวจสอบเพื่อระบุโอกาสสำหรับการเอาชนะข้อ จำกัด ในปัจจุบันของการจำลองแมรี่แลนด์ พื้นที่ที่มีศักยภาพการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับวิธีการจำลอง MD อาจช่วยในการปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตที่มีอยู่จะมีการระบุซึ่งอาจจะเป็นที่สนใจโดยเฉพาะนักวิจัยในระยะเริ่มต้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การจำลองพลศาสตร์เชิงโมเลกุล ( MD ) ได้เพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบอบการปกครองของวัสดุเปราะ อ่อนมาก เช่น ซิลิกอน เจอร์มาเนียมและ . โดยเฉพาะ MD จำลองได้ช่วยให้เข้าใจการเกิดและการเปราะอ่อนเนื่องจากการแปลงเฟสแรงดันสูง ( hppt ) ซึ่งก่อให้เกิดเ ร์ซเฟลด์–มดเปลี่ยน ในกระดาษนี้เกี่ยวข้องกับ MD การจำลองการศึกษาร่วมกับทดลองศึกษาดูด้วยการเน้น ( 1 ) ความสำคัญของตัวแปร : เครื่องจักรกลพลังงานไฟฟ้าชิปความหนา อัตราการป้อนความลึกของการตัดรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือตัดในที่มีอิทธิพลต่อสภาพความเครียด deviatoric ให้ hppt ในซิลิคอน ( 2 ) อิทธิพลของ คุณสมบัติของวัสดุ : บทบาทของความต้านทานการแตกหักและความแข็ง โครงสร้างผลึกและแอนไอโซโทรปีของวัสดุ และ ( 3 ) ความเข้าใจเชิงปรากฏการณ์วิทยาของการสึกหรอของเครื่องมือเพชรตัด ซึ่งทั้งหมดไม่ใช่ trivial สำหรับการผลิตที่มีประสิทธิภาพของซิลิคอน งานพัฒนาอย่างต่อเนื่องบนฟังก์ชันพลังงานทบทวนเพื่อระบุโอกาสสำหรับการเอาชนะข้อ จำกัด ในปัจจุบันของจำลอง MD . วิจัยศักยภาพพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับวิธีการจำลอง MD อาจช่วยปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตที่มีอยู่ ระบุ ซึ่งอาจจะสนใจเฉพาะนักวิจัยในระยะแรก