五边形石墨烯/高熵合金力学性能的分子动力学研究

发布时间：2021-07-15 18:54

　　五边形石墨烯（Penta-graphene）作为近年来发现的一种石墨烯同素异形体,其独特的原子结构、优异的力学、热学性能和广阔的潜在应用前景引起了碳材料学者的广泛关注。鉴于五边形石墨烯原子结构的特殊性和材料尺度,进行常规实验研究不仅对实验设备要求高而且纳米级材料的制备也是一个难点。数值模拟计算是对传统理论和实验方法的有力补充,分子模拟技术在原子尺度揭示和预测材料的各项性能具有重要意义。本文在前人研究的基础上构建了五边形石墨烯的原子结构模型并进行了结构优化,通过分子动力学模拟研究了五边形石墨烯的力学性能。首先,对比研究了五边形石墨烯与扶手椅型、锯齿型石墨烯的力学性能,其次研究了温度对五边形石墨烯拉伸力学性能的影响。结果表明:五边形石墨烯在拉伸载荷作用下依次经历弹性-屈服-强化-局部变形四个阶段。随着温度的增加,五边形石墨烯的抗拉强度显著减小,杨氏模量也有所下降,从拉伸破坏过程的原子结构变化角度分析了不同温度下的破坏机制。文中还研究了AlCrFeCuNi高熵合金（High Entropy Alloy）在轴向载荷作用力学性能。高熵合金有着传统合金无法比拟的高强度硬度、和高耐磨耐腐蚀性,具有广... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯原子结构

图 1-1 石墨烯原子结构Figure 1-1 Atomic structure of graphene的碳材料和实验室合成的碳纳米结构，如等，它们的原子结构都是由碳六元环作烯[4]C20—巴基球团簇是仅以碳五元环为用物理与技术研究中心王前教授在一次，发现只用碳五元环也能构成准二维的稳五元环构成的新型二维纳米碳材料命名

烯从元素组成和原子结构上可以认为是石墨烯的一种同素异稳定性，而且具有热稳定性，能承受高达 1000K 的温度。这罕见的负泊松比效应和媲美石墨烯的超高强度，也具有比传能。例如，与石墨烯不同的是，由五边形石墨烯薄膜卷绕成都是半导体。预计五边形石墨烯及其衍生物的多功能性在纳广泛的应用，此外五边形石墨烯的准直带隙可用于光电耦合石墨烯及其各种同素异形体的技术突破处于黄金发展时期。石墨烯相关的专利每年都有大量出现，如图 1-3 所示。从近增长幅度来看，石墨烯的应用技术在不断的突破发展，处于相关技术的良好发展和广泛应用前景，但从目前来看大多仍究阶段。


本文编号：3286273