位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
Si表面间水平碳纳米管束的分子动力学模拟研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O614.332[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京科技大学机械工程学院,北京100083, [2]清华大学摩擦学国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(批准号:50675111); 北京市自然科学基金(批准号:KZ201010005002)资助的课题
中文摘要:

本文采用分子动力学模拟方法研究了Si表面间单壁水平碳纳米管束SWCNT(10,10)的变形和摩擦特性.系统在弛豫平衡后,首先对碳纳米管束施加压力至碳纳米管或Si表面结构破坏.之后在无压力和高压力两种情况下使上表面沿水平方向做剪切运动以研究碳纳米管束的摩擦特性.结果表明,由于碳纳米管的柔韧性,碳纳米管束在加载过程中出现明显变形,但直至3.8GPa高压下并无结构破坏.系统无压力时SWCNT(10,10)在原地轻微随机滚动,压力为3.8GPa时,碳纳米管束出现了整体的轻微滑动,同时伴随无规律的轻微滚动,两种情况下系统均表现为低摩擦力.低摩擦的原因在于结构完整的碳纳米管表面无悬挂键,与Si表面间仅存在范德华力作用,因此无缺陷的碳纳米管可望作为性能优异的润滑剂或润滑添加剂.

英文摘要:

Distortion and friction of bundle of SWCNT ( 10,10 ) sandwiched between two hydrogen-terminated Si ( 1,1,0 ) surfaces are investigated by molecular dynamics simulation. After reaching the equilibrium state,a compressive force is applied to the carbon nanotubes until structural destruction appears on carbon nanotubes or substrates. Friction of the system is then investigated when the upper substrate slides along X direction under no load and high load conditions. Distortion of carbon nanotubes can be observed during loading process and no structural destruction occurs even under the pressure as high as 3. 8GPa because of their flexibility. Bundles of SWCNT (10,10) roll randomly and slightly under no pressure condition,but exhibit slide-and-roll combined motion under 3. 8GPa pressure. The results also show relatively low lateral forces in both cases. The low friction is attributed to the relatively weak Lennard-Jones interaction between substrate and carbon nanotubes with no hanging bond. Excellent performance is therefore expected when carbon nanotubes without defects are used as lubricant or addictives.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876