多层石墨烯破坏强度的分子动力学研究

发布时间：2024-05-08 03:11

　　碳原子通过sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料—石墨烯(Graphene),它被认为是有望代替硅纳米材料的一种新型材料。多层石墨烯的苯环结构为周期性的,基于各种堆垛方式(包括AB堆垛、AA堆垛和ABC堆垛等)构成了一种新型的二维材料。石墨烯由于其优异的力学、光学、电学等方面的性质而被应用于各种高性能器件中,如气体传感器、微型机械发电机、导体设备、纳米微电子机械系统等。而且石墨烯导热性、透明度都达到较高水平,相应的机械力学性能良好,因而目前在新能源电池、生物传感器技术、催化剂相关的领域都具有广泛的应用,且作为能源材料也表现出较高的应用价值。石墨烯各方面性能的发挥与其力学性能密切相关,因此,对其力学性能以及相关性能的调控十分重要。本文对石墨烯的纳米压痕力学性能进行分子动力学研究,相关内容和所得结果如下:1.我们采用分子动力学的方法进行纳米压痕模拟,计算了多层石墨烯的破坏强度。结果显示,破坏强度随层数的增加而减小,且随着石墨烯层数的增加,破坏强度的减少率呈阶段性阶梯状变化,变化的速率逐渐减缓,在2-6层减小得很快,在7-13层以较小的速率线性减小,而在13...

【文章页数】：43 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 石墨烯
    1.2 石墨烯的主要特性
        1.2.1 石墨烯的力学性质
        1.2.2 石墨烯的热学性质
        1.2.3 石墨烯的光学性质
        1.2.4 石墨烯的电学性质
    1.3 石墨烯力学性质的研究现状
    1.4 问题的提出
    1.5 研究内容
第2章 理论计算方法
    2.1 分子动力学方法
    2.2 势函数
        2.2.1 Lennard-Jones势
        2.2.2 Tersoff势
        2.2.3 Airebo势
    2.3 纳米压痕
第3章 多层石墨烯破坏强度的研究
    3.1 引言
    3.2 理论模型和计算方法
    3.3 结果分析
    3.4 小结
第4章 多层缺陷石墨烯破坏强度的研究
    4.1 引言
    4.2 模型和方法
    4.3 结果分析
    4.4 小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3967412