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作者：李召阳1;李国友2;潘胡江3;陈智勇1;宋伟志1;李彬1;宋亚虎1
单位：1.洛阳理工学院智能车辆工程学院;2.安徽海螺水泥股份有限公司;3.安徽海螺川崎装备制造有限公司
摘要：该文提出一种结合有限元分析与纳米压痕实验的方法，研究ZnO基薄膜的横观各向同性力学性能。首先，基于Abaqus软件，通过有限元模拟纳米压痕过程，构建ZnO基薄膜的横观各向同性力学模型，并求解最大加载力F_(max)、加载曲线指数x与薄膜弹性参数之间的无量纲函数关系。然后，通过纳米压痕实验获取薄膜的实验数据，结合柔度矩阵分析，计算ZnO和MZO薄膜在纳米压痕过程中的应力-应变关系以及弹性模量和切变模量。结果表明：Mo掺杂对薄膜的力学性能有显著影响，适量掺Mo可提高MZO薄膜的弹性模量，并减小切变模量的各向异性；然而，过量掺Mo会导致弹性模量下降，切变模量上升。该方法可为薄膜材料力学性能的研究提供一种新的思路，能够有效评估不同掺杂浓度下薄膜的稳定性和可靠性。
关键词：Mo掺杂ZnO;薄膜;横观各向同性;弹性模量;切变模量
基金资助：国家自然科学基金(52002118); 教育部长江学者和创新团队发展计划(Grant No.IRT＿1234); 河南省重点研发(241111231200); 河南省科技攻关(252102231068); 河南省高等学校重点研究项目(23A460022); 河南省高等学校重点科研项目计划(25B430029)
