發(fā)布時(shí)間：2018-03-11 00:30

  本文選題：熱輸運(yùn)　切入點(diǎn)：分子動力學(xué)方法　出處：《湘潭大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：石墨烯由于其優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì),成為了近年來最受關(guān)注的材料之一,在各個(gè)領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景。同時(shí)低維納米材料熱輸運(yùn)的研究逐漸成為目前凝聚態(tài)物理的前沿課題。石墨烯是目前已知的材料中熱導(dǎo)率最高的材料,在熱傳導(dǎo)、熱管理和熱能利用中都有著重要的價(jià)值。本文對旋轉(zhuǎn)石墨烯的熱輸運(yùn)性質(zhì)以及多終端石墨烯的熱整流現(xiàn)象進(jìn)行了研究,得到的結(jié)果為制備基于石墨烯的納米熱器件提供了物理模型和理論依據(jù)。本論文總共分為五章,首先在第一章我們主要介紹了本文的選題背景以及研究目的。第二章我們主要對基于牛頓力學(xué)的經(jīng)典分子動力學(xué)方法進(jìn)行了介紹和公式推導(dǎo)。本文我們采用非平衡分子動力學(xué)方法來計(jì)算石墨烯的熱輸運(yùn)性質(zhì)。第三章我們利用分子動力學(xué)方法研究了不同旋轉(zhuǎn)角度下多層石墨烯的層間和面內(nèi)的熱輸運(yùn)現(xiàn)象。研究結(jié)果表明,石墨烯的層間傳熱和面內(nèi)傳熱受旋轉(zhuǎn)角度的影響較大,并且旋轉(zhuǎn)30°時(shí)層間耦合最低,相比于正常AB堆垛能產(chǎn)生較大隔熱效果。而且在石墨烯逐漸向塊體過渡的時(shí)候這種變化更明顯。第四章我們利用分子動力學(xué)方法計(jì)算了多終端石墨烯的熱整流現(xiàn)象。研究結(jié)果表明,多終端石墨烯跟兩終端石墨烯的熱整流現(xiàn)象有很大的不同,我們可以通過調(diào)節(jié)控制端的溫度進(jìn)而改變熱整流效率。第五章我們對本論文的工作做了一個(gè)總結(jié),并對低維納米材料熱輸運(yùn)的研究做了簡要的展望。
[Abstract]:Graphene has become one of the most attractive materials in recent years because of its excellent electrical, mechanical and thermal properties. At the same time, the study of thermal transport of low-dimensional nanomaterials has gradually become a frontier topic in condensed matter physics. Graphene is the material with the highest thermal conductivity in the field of heat conduction. Thermal management and thermal energy utilization are of great value. In this paper, the thermal transport properties of rotatory graphene and the phenomenon of thermal rectification of multi-terminal graphene are studied. The obtained results provide a physical model and theoretical basis for the fabrication of graphene based nano-thermal devices. In the first chapter, we mainly introduce the background and purpose of this thesis. In the second chapter, we introduce the classical molecular dynamics method based on Newtonian mechanics and deduce the formula. In chapter 3, we use molecular dynamics method to study the interlaminar and in-plane thermal transport of multilayer graphene at different rotation angles. The interlaminar heat transfer and in-plane heat transfer of graphene are greatly affected by rotation angle, and the coupling between layers is the lowest at 30 擄rotation. Compared with the normal AB stacking, the heat insulation effect is larger, and the change is more obvious when graphene is gradually transitioning to the block. In Chapter 4th, we calculate the thermal rectification of multi-terminal graphene by molecular dynamics method. The results of the study show that. The thermal rectifying phenomenon of multi-terminal graphene is very different from that of two terminal graphene. We can change the efficiency of thermal rectifier by adjusting the temperature of the control terminal. In Chapter 5th, we make a summary of the work in this paper. The research on thermal transport of low-dimensional nanomaterials is briefly prospected.
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O613.71

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本文編號：1595803