硅注入单晶立方碳化硅的纳米压痕研究

离子注入可使工件的特定表面形成改性层，是改善脆性材料碳化硅加工性能的重要方法。为了探究离子注入对单晶立方碳化硅(3C-SiC)机械特性的影响，采用分子动力学(MD)模拟研究硅注入单晶3C-SiC的纳米压痕过程，分析注入剂量对样本载荷、位错、硬度及弹性模量的影响。研究发现，离子注入能降低样本的硬度和弹性模量，增强样本的塑性，并且抑制位错的形成。模拟结果表明，注入剂量越大，载荷越小，硬度和弹性模量越小。由于增强了碳化硅的塑性，所以离子注入对碳化硅的先进制造过程非常有利。