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,其獨特的原子結構、優(yōu)異的力學、熱學性能和廣闊的潛在應用前景引起了碳材料學者的廣泛關注。鑒于五邊形石墨烯原子結構的特殊性和材料尺度,進行常規(guī)實驗研究不僅對實驗設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,分子模擬技術在原子尺度揭示和預測材料的各項性能具有重要意義。本文在前人研究的基礎上構建了五邊形石墨烯的原子結構模型并進行了結構優(yōu)化,通過分子動力學模擬研究了五邊形石墨烯的力學性能。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性能,其次研究了溫度對五邊形石墨烯拉伸力學性能的影響。結果表明:五邊形石墨烯在拉伸載荷作用下依次經歷彈性-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構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】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯原子結構

圖 1-1 石墨烯原子結構Figure 1-1 Atomic structure of graphene的碳材料和實驗室合成的碳納米結構，如等，它們的原子結構都是由碳六元環(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)也能構成準二維的穩(wěn)五元環(huán)構成的新型二維納米碳材料命名

烯從元素組成和原子結構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體。預計五邊形石墨烯及其衍生物的多功能性在納廣泛的應用，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突破處于黃金發(fā)展時期。石墨烯相關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，石墨烯的應用技術在不斷的突破發(fā)展，處于相關技術的良好發(fā)展和廣泛應用前景，但從目前來看大多仍究階段。


本文編號：3286273