類似衣袖在手臂上滑動(dòng)的褶皺失穩(wěn)過(guò)程可被看作是在堅(jiān)硬的剛性基底上對(duì)薄膜進(jìn)行單軸壓縮的模型系統(tǒng),由于曲率效應(yīng),此類模型系統(tǒng)比二維材料在剛性基底上的單軸壓縮更為復(fù)雜。該模型系統(tǒng)在宏觀尺度下已有成熟的研究,通過(guò)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算和理論分析等方法探索了剛性圓柱上的軟殼薄膜滑動(dòng)問(wèn)題,并在此過(guò)程中揭示了一種后屈曲現(xiàn)象的變化規(guī)律。如今納米科技逐漸進(jìn)入了人們的視野,石墨烯與其卷曲而成的碳納米管等低維納米材料逐漸被人熟知,納米材料也因優(yōu)異的物理性質(zhì),吸引了科研工作者極大的關(guān)注。本論文以納米材料構(gòu)成的薄膜-基底系統(tǒng)為研究對(duì)象,應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)方法,針對(duì)納米管在基底作用下受單軸壓縮模型系統(tǒng)所產(chǎn)生的行為展開研究,分析其變形規(guī)律及力學(xué)機(jī)理,提出納米尺度下的薄膜-基底系統(tǒng)模型、軟殼薄膜在基底上單軸壓縮時(shí)的褶皺失穩(wěn)過(guò)程及非理想化剛性基底在受單軸壓縮薄膜徑向應(yīng)力下的變形行為,獲得以下研究成果:(1)分析了納米尺度下軟膜-基底系統(tǒng)理想模型發(fā)生的平滑-褶皺-成脊-下垂各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程及三種狀態(tài)轉(zhuǎn)換之間臨界值的規(guī)律。受壓過(guò)程中,納米管首先彎曲成褶皺,進(jìn)一步的壓縮后完成褶皺到脊的過(guò)渡,當(dāng)軸向應(yīng)變?cè)黾拥降谌齻�(gè)臨界值時(shí),脊的隆起高度達(dá)到其極...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1宏觀柱狀薄膜基底系統(tǒng)模型(Yangetal.,2018)

的情況。諸如擼起袖子似的不規(guī)律軟殼變形看似比在桌子上雙向壓縮紙張復(fù)雜，但二者實(shí)際上都可被描述為一種在剛性基底上對(duì)軟膜系統(tǒng)進(jìn)行單軸壓縮的系統(tǒng)。宏觀尺度下，二維柔軟材料彎曲成管并包裹硬性基底模型已可成功制備，但剛性基底上軟膜彎曲大變形的基本機(jī)理仍不清楚。Yang等(Yangetal.....

圖1-2碳的三種天然同位素(Razeghi,2009)

基于納米管的薄膜-基底系統(tǒng)軸壓失穩(wěn)過(guò)程與力學(xué)機(jī)理研究41.2納米材料的種類1.2.1納米材料的分類納米材料方面科研活動(dòng)的大量增加使得一些頂級(jí)國(guó)際組織開始參與并促進(jìn)納米材料的發(fā)展。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)有一個(gè)關(guān)于納米材料的標(biāo)準(zhǔn)：“具有任何納米級(jí)尺度外部尺寸或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的材料。而納米尺....

圖1-3八種碳的同素異形體：(a)金剛石、(b)石墨、(c)藍(lán)絲黛爾石、(d)C60、(e)C540、(f)C70、(g)非晶碳、(h)單壁碳納米管Fig.1-3Eightoftheallotropesofpurecarbon:(a)diamond,(b)graphite,(c)lonsdaleite,(d)C60,(e)C540,(f)C70,(g)amorphouscarbon,(h)single-walledcarbonnanotube

基于納米管的薄膜-基底系統(tǒng)軸壓失穩(wěn)過(guò)程與力學(xué)機(jī)理研究6自然界中找到，已知是隕石撞擊地球時(shí)其攜帶的石墨在高溫高壓條件下形成的，其呈棕黃色、半透明，折射率在2.40到2.41之間，比重在3.2到3.3之間；(d)富勒烯：碳球（下文詳細(xì)介紹）；(e)非晶碳：密度大、富含sp3雜化的碳原....

圖1-4不同類型的碳納米管Fig.1-4Differenttypesofcarbonnanotubes

基于納米管的薄膜-基底系統(tǒng)軸壓失穩(wěn)過(guò)程與力學(xué)機(jī)理研究8員打開了新的領(lǐng)域。另外，值得注意的是，這種材料還可被用于生產(chǎn)摻雜堿性金屬(M)的M3C60化合物，這也是碳納米材料的一個(gè)重要的突破(Haddonetal.,1991)。正因?yàn)橛辛诉@些值得探究的狀況，許多有關(guān)摻雜富勒烯的研究正在....

本文編號(hào)：3964751