多晶石墨烯拉伸斷裂行為的分子動(dòng)力學(xué)模擬

編號(hào)：NMJS06774

篇名：多晶石墨烯拉伸斷裂行為的分子動(dòng)力學(xué)模擬

作者：何欣 白清順 白錦軒

關(guān)鍵詞： 多晶石墨烯 拉伸 斷裂 力學(xué)特性

機(jī)構(gòu)： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

摘要： 采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了不同晶界對(duì)石墨烯拉伸力學(xué)特性及斷裂行為的影響.定義了表征晶界能量特性的新參量缺陷能,并以此為基礎(chǔ)分析了晶界結(jié)構(gòu)的能量特性.探討了晶界對(duì)彈性模量和強(qiáng)度極限等的影響以及強(qiáng)度對(duì)晶界能量特性的依賴關(guān)系.結(jié)果表明：晶界能量特性可以間接反映晶界強(qiáng)度;同時(shí),晶界中缺陷會(huì)使實(shí)際承載碳鍵數(shù)量小于名義承載碳鍵數(shù),從而在較大范圍內(nèi)影響彈性模量.分析了不同晶界的斷裂過程,發(fā)現(xiàn)了裂紋擴(kuò)展方向的強(qiáng)度依賴性：低強(qiáng)度晶界主要是以碳鍵直接斷裂為主要方式的沿晶斷裂,而高強(qiáng)度晶界通常是碳鍵直接斷裂和Stone-Wales翻轉(zhuǎn)過程交替進(jìn)行下的穿晶斷裂.研究結(jié)果可為石墨烯器件的設(shè)計(jì)制造提供理論指導(dǎo).