本文采用分子動力學(xué)方法,分別以磷烯和銅納米線為模擬對象,研究了它們在拉伸作用下的力學(xué)性質(zhì)以及斷裂機制。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:（1）研究了在拉伸作用下晶界對磷烯力學(xué)性質(zhì)和斷裂機制的影響。分別選取了五個不同晶界角的磷烯為研究對象,作為對比,本文同時研究了與之對應(yīng)的五個不含晶界的磷烯沿不同方向拉伸的斷裂機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當磷烯中沒有晶界存在時,盡管沿鋸齒方向的鍵強比沿扶手椅方向的鍵強更高,但是在沿隨機方向拉伸時,鋸齒方向的鍵往往更容易斷裂。同時斷裂強度和斷裂應(yīng)變與拉伸力加載的方向有很大關(guān)系:隨著拉伸方向趨向于鋸齒方向,斷裂強度逐漸增加,而斷裂應(yīng)變逐漸減小。在磷烯中存在晶界的情況下,當沿著平行晶界的方向拉伸時,裂紋通常在晶界處產(chǎn)生并沿著垂直晶界的方向傳播;當沿著垂直晶界的方向拉伸時,裂紋將在晶界處產(chǎn)生沿著晶界傳播。另外晶界的存在致使磷烯的楊氏模量和斷裂應(yīng)變下降,而對于磷烯的最大斷裂強度并無顯著影響。最后在考慮溫度效應(yīng)和拉伸速率的影響時,楊氏模量、斷裂強度和斷裂應(yīng)變都隨著溫度的升高而下降;至于拉伸速率,研究結(jié)果表明它的變化對磷烯的斷裂行為幾乎無影響。（2）研究了拉伸作用下體缺陷對銅納米線力學(xué)行... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 納米材料及其分類
        1.1.1 零維納米材料
        1.1.2 一維納米材料
        1.1.3 二維材料
        1.1.4 三維納米材料
    1.2 材料的結(jié)構(gòu)缺陷及其運動
        1.2.1 點缺陷
        1.2.2 位錯
        1.2.3 晶界和相界
        1.2.4 體缺陷
    1.3 納米材料的力學(xué)性質(zhì)
        1.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        1.3.2 彈性形變
        1.3.3 塑性形變
        1.3.4 材料的斷裂
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容和目的
2 分子動力學(xué)理論及其分析方法
    2.1 分子動力學(xué)方法
        2.1.1 分子動力學(xué)數(shù)值求解
        2.1.2 邊界條件
        2.1.3 勢函數(shù)
        2.1.4 系綜
    2.2 應(yīng)力分析
    2.3 結(jié)構(gòu)分析
3 晶界對磷烯斷裂行為的影響
    3.1 研究背景
    3.2 模擬方法
    3.3 模擬結(jié)果分析
        3.3.1 斷裂機制
        3.3.2 溫度對磷烯斷裂過程的影響
        3.3.3 拉伸速率對斷裂行為的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 體缺陷對銅納米線斷裂行為的影響
    4.1 研究背景
    4.2 模擬方法
    4.3 模擬結(jié)果分析
        4.3.1 應(yīng)力應(yīng)變曲線分析
        4.3.2 楊氏模量和斷裂應(yīng)變分析
        4.3.3 拉伸過程中的結(jié)構(gòu)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論和展望
參考文獻
個人簡歷
碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3648557