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《华南理工大学》 2012年
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石墨烯拉伸性能与尺度效应的研究

黄凌燕  
【摘要】:纳米材料和纳米结构是当今新材料研究的热点领域,也是其核心组成部分。其中,以碳纳米材料的研究较为突出,典型的如碳纳米管、石墨烯和富勒烯C60。本文的研究对象为单层石墨烯,它具有独特的力学性能、光学性能以及电学性能,具有很强的刚度和韧性,同时又有很好的吸附性能,它属于半导体材料,又具有超导特性,故具有广泛的应用前景。 分子动力学方法在研究纳米结构时得到了较为广泛的应用,它是通过原子间的相互作用势求解原子的运动轨迹,以便分析纳米结构的变形机制。 本文首先对不同尺寸的单层石墨烯进行双向拉伸的分子动力学模拟,得到了石墨烯在拉伸过程中的应力-应变关系和拉伸破坏形态,并计算了单层石墨烯的弹性模量值,研究结果表明,单层石墨烯的拉伸性能几乎不随尺寸的改变而发生变化;然后,在石墨烯尺寸相同的情况下,分别研究了层数、温度、拉伸应变率和缺陷等因素对石墨烯拉伸性能的影响,研究结果表明,石墨烯的力学性能不随层数的改变发生变化,但对温度、拉伸应变率和缺陷都具有较大的依赖性;最后,计及纳米材料的小尺度效应,采用非局部弹性理论并结合分子动力学模拟的方法,系统地研究了单层石墨烯变形小尺度参数e0的尺度依赖性,揭示了石墨烯变形小尺度参数e0与其尺寸、手性间的内在联系及变化规律。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O613.71

【参考文献】
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【二级参考文献】
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