机械应力下单层六方氮化硼纳米片的褶皱分析

发布时间：2021-08-12 06:36

　　为了研究单层六方氮化硼（hexagonal boron nitride,h-BN）纳米片在机械应力下的褶皱形成机理,采用分子动力学仿真模拟了单层h-BN纳米片形貌在压应力和剪切应力作用下的变化。结果表明:在压应力下,单层h-BN纳米片褶皱经历了从很多小褶皱到汇聚成大褶皱的过程,如果单层h-BN纳米片边缘存在缺口,褶皱最终汇聚到缺口处;在剪切应力下,单层h-BN纳米片褶皱的数量、高度和位置随着剪切位移的变化而变化,如果单层h-BN纳米片边缘存在缺口,缺口处的褶皱非常稳定,而且会影响整体褶皱的形貌和位置。 

【文章来源】：中国科技论文. 2020,15(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

h-BN纳米片模型

图2(a)显示了没有缺口的h-BN单层纳米片在压缩后形貌的变化过程。具体过程如下:系统首先在0～20 ps在NVT系综下弛豫,20～21 ps内对模型上层左右两侧原子进行压缩,褶皱出现;停止压缩,褶皱开始慢慢汇聚,从小变大,直到30 ps褶皱在模型中间汇聚成一个大的褶皱。同样在模型右侧和中间建立一个矩形缺口,在相同的压缩应变下,褶皱最终分别在39 ps和32 ps出现在了缺口处。为了分析造成这2种不同结果的原因,绘制了这3个模型仿真过程中能量随时间的变化曲线,如图3所示。图3 系统能量压缩前后的变化

图2 h-BN纳米片在压应力下的形貌变化由图3可以看出,在这3种模型下,系统能量在受到压缩时上升,压缩结束后,能量开始下降,并且分别在30、39、32 ps处达到了最小。从能量方面讲,能量最小化的地方也是系统最稳定的地方,因此褶皱容易稳定地出现在缺口处。

【参考文献】：
期刊论文
[1]高热稳定性多孔二氧化钛/石墨烯复合体的制备与光催化性能研究[J]. 周卫,张开富,潘凯,曲阳,王蕾,田国辉,蒋保江,任志宇,李明霞,付宏刚.  中国科技论文. 2014(12)
[2]石墨烯用作锂离子电池负极材料的电化学性能[J]. 高云雷,赵东林,白利忠,张霁明,张凡,谢卫刚.  中国科技论文. 2012(03)



本文编号：3337793