五邊形石墨烯（Penta-graphene）作為近年來發(fā)現(xiàn)的一種石墨烯同素異形體,其獨特的原子結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)性能和廣闊的潛在應(yīng)用前景引起了碳材料學(xué)者的廣泛關(guān)注。鑒于五邊形石墨烯原子結(jié)構(gòu)的特殊性和材料尺度,進行常規(guī)實驗研究不僅對實驗設(shè)備要求高而且納米級材料的制備也是一個難點。數(shù)值模擬計算是對傳統(tǒng)理論和實驗方法的有力補充,分子模擬技術(shù)在原子尺度揭示和預(yù)測材料的各項性能具有重要意義。本文在前人研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建了五邊形石墨烯的原子結(jié)構(gòu)模型并進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,通過分子動力學(xué)模擬研究了五邊形石墨烯的力學(xué)性能。首先,對比研究了五邊形石墨烯與扶手椅型、鋸齒型石墨烯的力學(xué)性能,其次研究了溫度對五邊形石墨烯拉伸力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:五邊形石墨烯在拉伸載荷作用下依次經(jīng)歷彈性-屈服-強化-局部變形四個階段。隨著溫度的增加,五邊形石墨烯的抗拉強度顯著減小,楊氏模量也有所下降,從拉伸破壞過程的原子結(jié)構(gòu)變化角度分析了不同溫度下的破壞機制。文中還研究了AlCrFeCuNi高熵合金（High Entropy Alloy）在軸向載荷作用力學(xué)性能。高熵合金有著傳統(tǒng)合金無法比擬的高強度硬度、和高耐磨耐腐蝕性,具有廣... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯原子結(jié)構(gòu)

圖 1-1 石墨烯原子結(jié)構(gòu)Figure 1-1 Atomic structure of graphene的碳材料和實驗室合成的碳納米結(jié)構(gòu)，如等，它們的原子結(jié)構(gòu)都是由碳六元環(huán)作烯[4]C20—巴基球團簇是僅以碳五元環(huán)為用物理與技術(shù)研究中心王前教授在一次，發(fā)現(xiàn)只用碳五元環(huán)也能構(gòu)成準二維的穩(wěn)五元環(huán)構(gòu)成的新型二維納米碳材料命名

烯從元素組成和原子結(jié)構(gòu)上可以認為是石墨烯的一種同素異穩(wěn)定性，而且具有熱穩(wěn)定性，能承受高達 1000K 的溫度。這罕見的負泊松比效應(yīng)和媲美石墨烯的超高強度，也具有比傳能。例如，與石墨烯不同的是，由五邊形石墨烯薄膜卷繞成都是半導(dǎo)體。預(yù)計五邊形石墨烯及其衍生物的多功能性在納廣泛的應(yīng)用，此外五邊形石墨烯的準直帶隙可用于光電耦合石墨烯及其各種同素異形體的技術(shù)突破處于黃金發(fā)展時期。石墨烯相關(guān)的專利每年都有大量出現(xiàn)，如圖 1-3 所示。從近增長幅度來看，石墨烯的應(yīng)用技術(shù)在不斷的突破發(fā)展，處于相關(guān)技術(shù)的良好發(fā)展和廣泛應(yīng)用前景，但從目前來看大多仍究階段。


本文編號：3286273