石墨烯是由單層碳原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成,具有六方對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的二維晶體材料。目前的理論模擬和實(shí)驗(yàn)研究都表明理想石墨烯具有超高的楊氏模量和極限強(qiáng)度,以及非常優(yōu)異的熱、電、光等性能,并在很多領(lǐng)域都具有極其廣泛的應(yīng)用前景,是近年來(lái)各個(gè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。但目前在實(shí)驗(yàn)室中利用化學(xué)氣相沉積法得到的石墨烯,通常是含有眾多晶界和晶粒的多晶石墨烯,因此晶界的存在對(duì)石墨烯性能的影響是石墨烯材料應(yīng)用過(guò)程中必須要考慮的一個(gè)問(wèn)題。本文基于改進(jìn)的分子結(jié)構(gòu)力學(xué)方法結(jié)合有限元軟件研究雙晶石墨烯的力學(xué)性能和變形機(jī)理,探索晶界對(duì)石墨烯力學(xué)性能的影響�；诰w位錯(cuò)理論構(gòu)建雙晶石墨烯納米帶的理論模型,給出了利用“縫補(bǔ)法”構(gòu)建任意晶界向錯(cuò)角度雙晶石墨烯的方法。同時(shí)通過(guò)改進(jìn)的分子結(jié)構(gòu)力學(xué),利用矩形截面梁?jiǎn)卧M碳-碳共價(jià)鍵,建立石墨烯的等效框架結(jié)構(gòu)模型,并利用有限元軟件對(duì)石墨烯的彈性性能和斷裂失效強(qiáng)度進(jìn)行模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn):石墨烯的彈性性能與手性有關(guān)且具有明顯的尺寸效應(yīng),armchair型石墨烯的楊氏模量和泊松比分別大于和小于zigzag型石墨烯,石墨烯楊氏模量和泊松比的數(shù)值大小分別為1.02TPa-1.04TPa、0.172-0.1...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-3石墨烯中的典型缺陷

圖1-3石墨烯中的典型缺陷。其中(a)、(e)和(b)、(f)分別為S-W缺陷[56]和空位缺陷[56]的結(jié)構(gòu)示意圖及透射電子顯微鏡示意圖，(c)、(g)和(d)、(h)是增原子缺陷[55]和一維線(xiàn)缺陷[59]的原子結(jié)構(gòu)示意圖。Fig1-3Thetypicalde....

圖2-6向錯(cuò)偶極子及晶界模型（a向錯(cuò)偶極子模型,b兩個(gè)向錯(cuò)偶極子組成的向錯(cuò)偶極子團(tuán)，c由a向錯(cuò)偶極子非均勻分布構(gòu)成的晶界角為16.43°的晶界)

第二章雙晶石墨烯納米帶理論模型為了探索晶界對(duì)石墨烯力學(xué)性能的影響，本章中構(gòu)建了一系列晶界向錯(cuò)晶石墨烯模型。并且按照平行于晶界方向石墨烯的手性，將所有的雙晶型分為armchair型和zigzag型兩種。晶界上的缺陷排列有無(wú)數(shù)種情形型有很多，但考慮到其他缺陷類(lèi)型具有較高的形....

圖3-2zigzag型和armchair型理想石墨烯納米帶楊氏模量的尺寸效應(yīng)Figure3-2SizeeffectsofYoung'smodulusforperfectzigzagandarmchairgraphenenanoribbons

圖3-2zigzag型和armchair型理想石墨烯納米帶楊氏模量的尺寸效應(yīng)gure3-2SizeeffectsofYoung'smodulusforperfectzigzagandarmchairgraphenenanorib圖3-3zig....

圖3-3zigzag型和armchair型納米帶泊松比的尺寸效應(yīng)Figure3-3SizeeffectsofPoisson'sratioforperfectzigzagandarmchairgraphenenanoribbons.

26圖3-3zigzag型和armchair型納米帶泊松比的尺寸效應(yīng)igure3-3SizeeffectsofPoisson'sratioforperfectzigzagandarmchairgraphenenanoribbo2理想石墨烯納米帶....

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