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Stone-Wales拓扑缺陷对石墨烯拉伸力学性能的影响
  • ISSN号:0254-7805
  • 期刊名称:固体力学学报
  • 时间:2011
  • 页码:619-624
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]江苏大学土木工程与力学学院,镇江212013, [2]同济大学航空航天与力学学院,上海200092, [3]江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013
  • 相关基金:江苏省自然科学基金项目(BK2011490),上海市自然科学基金项目(11ZR1439100),江苏大学高级人才科研启动基金项目(10JDG034)和国家自然科学基金项目(11102075)资助.
  • 相关项目:可变湿度环境下利用外加电场调控纳尺度摩擦行为的研究
中文摘要:

采用Tersoff势对含Stone—Wales(SW)拓扑缺陷的单层石墨烯薄膜的单向拉伸力学性能进行了分子动力学模拟,分别研究了SW拓扑缺陷对扶手椅型和锯齿型石墨烯拉伸力学性能及变形机制的影响.研究结果表明,单个SW缺陷对两种手性石墨烯薄膜的杨氏模量几乎无影响,而对薄膜的强度、应变等力学性能和变形破坏机制的影响与手性有关.对于扶手椅型石墨烯薄膜,单个SW缺陷降低了薄膜的拉伸强度和拉伸极限应变,降低幅度分别为5.04%和7.07%.在外载作用下,新的缺陷的萌生位置出现在SW缺陷附近;而对于锯齿型石墨烯薄膜,单个SW缺陷基本不影响薄膜的力学性能和变形破坏机制.

英文摘要:

The effect of Stone-Wales(SW) defects on the tensile mechanical properties and deformation mechanism of the zigzag and armchair single graphene sheets was investigated using molecular dynamics simulation with Tersoff bond-order interatomic potential. The numerical simulation results show that there is no effect on the Young's modulus of the two chiral graphene sheets due to the presence of single SW defect, while the effects on the tensile strength, strain and deformation mechanism are dependent on the chirality of graphene. For armchair graphene sheets, single SW defect is observed to reduce the tensile stress and limit tensile strain by as much as 5.04 % and 7.07 %, respectively. It is also found that SW defect serves as nucleation site for fracture under tension. However, for zigzag graphene sheets, single SW defect has no effect on the mechanical properties and deformation mechanism.

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期刊信息
  • 《固体力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:方岱宁
  • 地址:武汉华中科技大学南一楼西北508室
  • 邮编:430074
  • 邮箱:amss@mail.hust.edu.cn
  • 电话:027-87543737
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-7805
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1250/O3
  • 邮发代号:38-44
  • 获奖情况:
  • 获得第二届全国优秀科技期刊三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 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,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:6186