●序
前言
章 緒論
1.1 背景
1.2 納米材料和科學
1.2.1 納米材料的分類及其研究內容
1.2.2 數值模擬納米材料
1.2.3 納米材料的特性
1.2.4 納米材料的應用
1.2.5 納米科學
1.3 納米力學
1.3.1 納米力學理論
1.3.2 實驗納米力學
1.3.3 計算納米力學
1.4 意義
參考文獻
第2章 多尺度材料模型及準連續介質法
2.1 引言
2.2 多尺度材料模型基本理論
2.2.1 多尺度分析方法的一般描述
2.2.2 尺度科學計算中的基本問題和計算方案
2.2.3 多尺度模型協同算法
2.3 多尺度準連續介質法的基本原理
2.3.1 原子模型的建立
2.3.2 繫統的總能量
2.3.3 代表性原子的選取
2.3.4 代表性原子與準連續介質勢能的計算
2.3.5 簡化的繫統總能量
2.4 準連續介質法
2.4.1 減少自由度
2.4.2 局部 QC方法
2.4.3 非局部 QC方法
2.4.4 局部/非局部區域的判定
2.4.5 局部/非局部界面耦合
2.4.6 “魔力” 的產生及修正
2.4.7 網格自適應
2.5 準連續介質法的應用
2.5.1 納米壓痕
2.5.2 納米接觸
2.5.3 斷裂
2.5.4 晶界變形
2.6 準連續介質法的應用和發展
參考文獻
第3章 納米壓痕技術
3.1 納米壓痕研究概況
3.1.1 納米壓痕的實驗研究
3.1.2 納米壓痕的數值研究
3.2 納米壓痕技術的理論方法
3.2.1 Oliver和 Pharr方法
3.2.2 應變梯度塑性理論
3.3 納米壓痕技術基本原理
3.3.1 壓頭幾何形狀的選擇
3.3.2 確定材料硬度（H）和彈性模量（E）
3.3.3 接觸剛度（S）與壓入深度（h）的關繫
3.4 納米壓痕技術的應用
參考文獻
第4章 單晶銅與單晶鋁納米壓痕初始塑性變形過程模擬
4.1 引言
4.2 剛性圓柱壓頭納米壓痕計算模型
4.3 剛性圓柱壓頭模擬結果與討論
4.3.1 剛性圓柱壓頭載荷-位移曲線
4.3.2 接觸剛度-位移曲線
4.3.3 納米硬度-位移曲線
4.3.4 彈性模量-位移曲線
4.4 剛性矩形壓頭納米壓痕計算模型
4.5 剛性矩形壓頭模擬結果
4.5.1 剛性矩形壓頭載荷-位移響應
4.5.2 位錯形核
4.5.3 位錯的發射機制
4.5.4 幾何必須位錯密度
參考文獻
第5章 缺陷對納米壓痕過程的影響
5.1 初始表面缺陷對納米壓痕過程的影響
5.1.1 納米壓痕多尺度計算模型
5.1.2 模擬結果與分析
5.1.3 討論
5.2 表面粗糙程度對力學參量測量的影響
5.2.1 計算及理論模型
5.2.2 壓頭尺寸的影響結果與分析
參考文獻
第6章 晶格各向異性及壓頭尺寸對納米壓痕過程的影響
6.1 剛性矩形壓頭納米壓痕多尺度計算模擬
6.1.1 納米壓痕模型
6.1.2 納米壓痕方向選擇
6.1.3 模擬結果與分析
6.1.4 討論
6.2 納米壓痕壓頭尺寸效應分析
6.2.1 納米壓痕計算模型
6.2.2 結果及討論
參考文獻
第7章 雙層薄膜納米壓痕過程
7.1 層間界面對納米壓痕過程的影響
7.1.1 雙層薄膜納米壓痕多尺度計算模型
7.1.2 模擬結果與分析
7.1.3 討論
7.2 界面結構對雙層薄膜納米壓痕過程的影響
7.2.1 Cu-Ag雙層薄膜繫統納米壓痕多尺度計算模型
7.2.2 模擬結果與分析
7.2.3 討論
參考文獻
第8章 微電子機械繫統納米接觸過程的微觀變形機制
8.1 微電子機械繫統
8.2 楔形壓頭與光滑表面基體之間的納米接觸過程
8.2.1 光滑表面接觸模型
8.2.2 模擬結果與分析
8.2.3 討論
8.3 楔形壓頭與粗糙表面基體之間的納米接觸過程
8.3.1 單粗糙峰接觸模型
8.3.2 多粗糙峰表面接觸模型
參考文獻
內容簡介
本書主要以納米壓痕過程的多尺度連續介質法為研究對像，分析了靠前外該方向的發展趨勢，闡明納米壓痕測試技術過程中所面臨的主要技術挑戰。主要從理論和準連續介質法等方面對納米壓痕過程的初始塑性變形、表面粗糙度、缺陷、晶格各向異性、尺寸效應，以及雙層納米薄膜納米壓痕及界面的影響、微電子機械繫統納米接觸過程等問題進行了詳細的闡述。本書可作為力學、材料、微電子等專業研究生的參考讀物，也可供相關領域的科研人員參考。
