多晶石墨烯拉伸斷裂行為的分子動力學模擬

編號：NMJS06774

篇名：多晶石墨烯拉伸斷裂行為的分子動力學模擬

作者：何欣 白清順 白錦軒

關鍵詞： 多晶石墨烯 拉伸 斷裂 力學特性

機構： 哈爾濱工業(yè)大學機電工程學院

摘要： 采用分子動力學模擬方法研究了不同晶界對石墨烯拉伸力學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,并以此為基礎分析了晶界結(jié)構的能量特性.探討了晶界對彈性模量和強度極限等的影響以及強度對晶界能量特性的依賴關系.結(jié)果表明：晶界能量特性可以間接反映晶界強度;同時,晶界中缺陷會使實際承載碳鍵數(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)了裂紋擴展方向的強度依賴性：低強度晶界主要是以碳鍵直接斷裂為主要方式的沿晶斷裂,而高強度晶界通常是碳鍵直接斷裂和Stone-Wales翻轉(zhuǎn)過程交替進行下的穿晶斷裂.研究結(jié)果可為石墨烯器件的設計制造提供理論指導.