銳鈦礦型TiO2納米管拉伸性能的分子動力學研究

編號：CPJS06369

篇名：銳鈦礦型TiO2納米管拉伸性能的分子動力學研究

作者：楊康 楊亮 林仕偉

關(guān)鍵詞： 分子動力學 TIO2納米管 拉伸變形 手性角

機構(gòu)： 海南大學材料科學與工程學院

摘要： 由于TiO2納米管具有優(yōu)秀的化學穩(wěn)定性、超高的表面積及量子尺寸效應(yīng),并在儲氫、光催化、能源存儲及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域廣泛使用。大量學者已經(jīng)對TiO2納米管的電學、光學、電化學及生物相容性等性質(zhì)進行了充分的研究,但對TiO2納米管的力學性質(zhì)研究相對缺乏。本文采用分子動力學方法研究了不同手性的TiO2納米管隨溫度變化的力學性能。模擬結(jié)果表明,手性角θ分別為36.49°和0°的TiO2納米管隨溫度升高,抗拉強度按指數(shù)衰減;手性角θ分別為10.47°、20.29°和90°的TiO2納米管隨溫度升高,抗拉強度出現(xiàn)先減小后增大的現(xiàn)象。經(jīng)原子尺度結(jié)構(gòu)分析可知,TiO2納米管隨手性不同而表現(xiàn)出的力學性質(zhì)是由于在拉伸過程中隨應(yīng)變量增大TiO2納米管出現(xiàn)Simple Cubic、BCC、FCC和HCP相結(jié)構(gòu)且與各相結(jié)構(gòu)所占比例直接相關(guān)。拉伸后不同鍵的斷裂對抗拉強度有直接的影響,Ti6C-O3C鍵的斷裂引起抗拉強度的減小,Ti5C-O3C鍵的斷裂引起抗拉強度先減小后增大。