【摘要】：石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的二維晶體,是目前已知最薄但卻有著極高強(qiáng)度的納米材料.由于在強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、電子輸運(yùn)和光學(xué)上顯示出不同尋常的特性,石墨烯迅速成為材料科學(xué)、物理、化學(xué)和力學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn).與此同時(shí),石墨烯復(fù)合材料的研究也迅速興起.論文綜述了近年來石墨烯及其復(fù)合材料的力學(xué)特性的研究進(jìn)展.根據(jù)力學(xué)行為的差異,我們主要闡述了石墨烯面內(nèi)力學(xué)特性、離面力學(xué)特性、原子尺度修飾和石墨烯復(fù)合材料力學(xué)特性的研究進(jìn)展:石墨烯的面內(nèi)拉伸力學(xué)特性通過納米壓痕等技術(shù)得到了測量,其斷裂行為在微納尺度下不能完全使用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型進(jìn)行解釋,在多層石墨烯情況下會出現(xiàn)超潤滑現(xiàn)象;石墨烯的可控離面位移對于改變其物理特性有重要的意義,石墨烯上的屈曲受到手性和尺度的影響,在高頻器件中存在著非連續(xù)性的離面響應(yīng);適當(dāng)?shù)脑映叨刃揎椏梢愿纳剖┑睦旌团まD(zhuǎn)力學(xué)特性;石墨烯可以改善復(fù)合材料的力學(xué)特性,如提高強(qiáng)度、韌性等,其主要強(qiáng)化效應(yīng)是通過與基體材料的離面、面內(nèi)力學(xué)行為結(jié)合產(chǎn)生的.最后,論文對石墨烯及其復(fù)合材料的力學(xué)研究進(jìn)行了總結(jié)和展望.
[Abstract]:Graphene is a two-dimensional crystal composed of carbon atoms. Because of its unusual properties in strength, thermal conductivity, electron transport and optics, graphene has rapidly become a research hotspot in materials science, physics, chemistry and mechanics. At the same time, the study of graphene composites is also rising rapidly. This paper reviews the recent progress in the study of the mechanical properties of graphene and its composites. According to the difference of mechanical behavior, we mainly expound the in-plane and off-plane mechanical properties of graphene. Progress in the study of Atomic scale Modification and Mechanical Properties of Graphene Composites: the in-plane tensile mechanical properties of graphene were measured by nano-indentation and other techniques. The fracture behavior can not be fully explained by the continuum mechanics model at the micro- and nanoscale scale, and the phenomenon of superlubrication will occur in the case of multilayer graphene. The controllable off-plane displacement of graphene plays an important role in changing the physical properties of graphene. The buckling on graphene is affected by chirality and scale, and there is a discontinuous off-plane response in high-frequency devices. The tensile and torsional mechanical properties of graphene can be improved by proper atomic scale modification. Graphene can improve the mechanical properties of composites, such as increasing strength, toughness, etc. The main strengthening effect of graphene is through the combination of mechanical behavior in plane and plane with the matrix material. Finally, the mechanical research of graphene and its composites is summarized and prospected.
【作者單位】： 中國科學(xué)院材料力學(xué)行為與設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系;
【基金】：國家杰出青年科學(xué)基金(11525211)資助
【分類號】：O341

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本文編號：2411865