石墨烯纳米压痕实验的分子动力学模拟

摘要：

我们基于分子动力学(Molecular Dynamics),建立了石墨烯纳米压痕实验的数值模型,以模拟压痕实验过程,得到典型实验过程的力-位移曲线,并进而讨论压头下压速度,压头半径以及边界条件等因素对实验结果的影响.论文测得石墨烯弹性模量为1 TPa,强度为240 GPa.加载过程中,压头加载到临界压入深度h_c时,石墨烯试件在压头处撕裂破坏.给定最大压入深度,对石墨烯进行加载-卸载-再加载试验,发现当最大压入深度h_(max)小于h_c时,石墨烯发生的是完全弹性变形;当最大压入深度h_(max)大于h_c时,卸载和再加载过程中石墨烯能基本恢复原貌,但仍有少数C-C键较长而无法恢复,成为石墨烯再加载时的破坏起点,石墨烯的破坏力和位移都显著下降.另外,还发现大于0.05 nm/ps的压头速度和压头半径对石墨烯临界压入深度和破坏力都有显著影响.

关键词：石墨烯、纳米压痕实验、分子动力学

所属期刊栏目：40

分类号：O3(力学)

资助基金：上海市科学技术委员会基础研究重点项目资助09JC1414400

在线出版日期：2011-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：353-360