基于分子动力学方法的多层石墨烯超滑失效机理分析

发布时间：2017-12-25 16:29

  本文关键词：基于分子动力学方法的多层石墨烯超滑失效机理分析　出处：《摩擦学学报》2017年05期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：本文作者采用混合势函数(Lennard-Jones势和REBO势),基于Verlet算法动态模拟了金刚石探针(100)与多层石墨烯间的压入和滑动摩擦过程,分析了不同压深下多层石墨烯的摩擦力及平均摩擦系数变化的特点,统计了不同压深下的层间键合作用、层内断键数量以及实际原子接触面积,阐述了多层石墨烯超滑失效的机理.结果表明:压深对多层石墨烯间的超滑失效有着重要影响,探针压深增加导致的摩擦力振幅上升与悬空石墨烯压缩应变增加产生的影响非常相似;6.1?是石墨烯超滑失效的临界压入深度值,压深小于6.1?时,石墨烯有着明显的超滑特性,且摩擦力变化周期不受压深的影响,并等于石墨烯晶格常数;压深大于6.1?后,摩擦力变化完全失去周期性,探针在滑动中需要克服的势垒急剧上升,摩擦力显著增大,超滑明显失效.当压深为6.1?时,石墨烯层间开始出现键合作用,层内也出现断键现象,且随压深的增加越加剧烈,层内的断键和层间键的形成是引起石墨烯超滑失效和摩擦力突变的主要原因,而实际原子接触面积与此突变的相关性很小.
【作者单位】： 宁德师范学院物理与电气工程系;中国矿业大学北京机电与信息工程学院;
【基金】：福建省自然科学基金项目(2017J01709,2016J01227) 福建省教育厅科技项目(JAT160540,JAT160535) 宁德市科技计划项目(20160141) 宁德师范学院校级科研项目(2015Q09,2015Q10)资助~~
【分类号】：TH117;TQ127.11
【正文快照】： Received 13 April 2017,revised 17 May 2017,accepted 1 June 2017,available online 28 September 2017.*Corresponding author.E-mail:chenjingjingfzu@126.com,Tel:+86-15750843783.This project was supported by the Natural Science Foundation of Fujian Province(20

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