嵌入孤立位错的单层MoS 2 结构和三维的汞黝矿结构的力学性质和破坏机制

发布时间：2023-04-03 23:55

　　相比于石墨烯结构中的5|7位错结构,单层的MoS2结构有着更加丰富的位错结构,并且这些位错结构对单层MoS2的物化性质都有影响。然而,不可避免的位错结构是如何影响单层MoS2结构的力学行为的,到目前为止几乎还没有研究。在本论文中,我们利用分子动力学模拟技术研究了嵌入孤立位错结构的单层MoS2结构在拉伸载荷下的力学行为。在单层MoS2结构中,所有孤立位错都引起单层MoS2结构的应力集中现象,并且具有较大伯格斯向量宽度的位错在局部表现出起皱现象。研究结果表明,单层MoS2结构的力学性质受位错的拓扑结构和极性影响较大。位错所引起的最大残余应力与单层MoS2结构的强度呈负相关。机械破坏是由多边形上键的断裂引起的,并且除了扶手椅方向上的4|8位错表现出单一的脆性断裂,其它结构都表现出脆性/韧性双重断裂行为,其中朝向Mo-S-Mo方向为脆性断裂,而朝向S-Mo-S方向为韧性断裂。我们的研究结果将对设计特殊用途的单层MoS2结构提供指导。对于碳Schwarzites(汞黝矿结构)的研究,同样也是通过分子动力学模拟,我们发现在单轴拉伸作用下,不同的汞黝矿结构表现出不同的力学行为。在应变较小的情况下,I...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 二维的单层MoS₂简介
        1.1.1 以石墨烯为代表的二维材料的研究现状
        1.1.2 二维的单层MoS₂结构的研究现状
        1.1.3 本课题的研究目的以及研究内容
    1.2 三维汞黝矿(Schwarzite)结构的简介
        1.2.1 三维汞黝矿结构的结构特征
        1.2.2 三维汞黝矿结构的研究现状
        1.2.3 本课题的研究目的以及研究内容
第二章 模拟方法
    2.1 经典分子动力学模拟
        2.1.1 势函数
        2.1.2 周期性边界条件
        2.1.3 系综
第三章 位错对二维的单层MoS₂结构的力学性质和破坏机制的影响
    3.1 模拟方法
    3.2 结果和讨论
        3.2.1 单层MoS₂结构中位错的多样性
        3.2.2 单层MoS₂结构中位错的热力学性质
        3.2.3 嵌入单个位错结构的单层MoS₂结构中键的性质
        3.2.4 嵌入孤立位错的单层MoS₂结构的预应力
        3.2.5 单层MoS₂结构中位错诱导产生的皱纹
        3.2.6 嵌入孤立位错的单层MoS₂结构的机械性质
        3.2.7 单层MoS₂结构具有韧性/脆性的双重断裂机制
    3.3 本章小结
第四章 三维的碳泡沫结构的力学性质和破坏机制
    4.1 模拟方法
    4.2 三维的碳泡沫结构的力学性质
    4.3 三维的碳泡沫结构的破坏机制
        4.3.1 脆性结构破坏机制
        4.3.2 韧性结构破坏机制
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
附录 硕士期间发表成果



本文编号：3781391