单层石墨烯薄膜拉伸破坏应变率相关性的分子动力学研究

摘要：

采用Tersoff势对扶手椅型(Armchair)和锯齿型(Zigzag)单层石墨烯薄膜在不同应变率条件下的零温单向拉伸破坏过程进行了分子动力学模拟,预测了石墨烯薄膜拉伸破坏的应变率效应.结果表明,石墨烯薄膜的拉伸力学性能具有应变率相关性.当应变率低于5×109 s-1时,两种不同手性的单层石墨烯薄膜的拉伸过程经历了一次强化阶段,杨氏模量均随应变率的增大而减小,抗拉强度对应变率不敏感;当应变率高于5×109 s-1时,拉伸过程经历了二次强化,尤其锯齿型的,杨氏模量、抗拉强度和对应的拉伸应变均随应变率的增大而显著增大.在不同的应变率下,石墨烯薄膜具有不同的拉伸破坏变形机制.在低应变率下,石墨烯沿主断裂带断裂破坏,而在高应变率下,形成了缺陷簇,具有非晶化特征.

关键词：单层石墨烯薄膜、拉伸力学性能、分子动力学方法、应变率效应

所属期刊栏目：39

分类号：O4(物理学)

资助基金：上海市科学技术委员会基础研究重点项目09JC1414400

在线出版日期：2009-11-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1312-1319