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空位结构缺陷对C纳米管弹性性质的影响

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袁剑辉, 程玉民, 张振华. 2009: 空位结构缺陷对C纳米管弹性性质的影响, 物理学报, 58(4): 2578-2584. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2009.04.069
引用本文: 袁剑辉, 程玉民, 张振华. 2009: 空位结构缺陷对C纳米管弹性性质的影响, 物理学报, 58(4): 2578-2584. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2009.04.069
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Yuan Jian-Hui, Cheng Yu-Min, Zhang Zhen-Hua. 2009: Effects of vacancy structural defects on the elastic properties of carbon nanotubes, Acta Physica Sinica, 58(4): 2578-2584. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2009.04.069
Citation: Yuan Jian-Hui, Cheng Yu-Min, Zhang Zhen-Hua. 2009: Effects of vacancy structural defects on the elastic properties of carbon nanotubes, Acta Physica Sinica, 58(4): 2578-2584. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2009.04.069
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空位结构缺陷对C纳米管弹性性质的影响

  • 长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙,410076

  • 上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海,200072

Effects of vacancy structural defects on the elastic properties of carbon nanotubes

  • 摘要: 用分子动力学方法对不同空位缺陷的扶手椅型与锯齿型单壁C纳米管杨氏弹性模量进行了计算和分析. 结果表明:扶手椅型(5, 5), (10,10)和锯齿型(9, 0), (18, 0) 纳米管在无缺陷时其杨氏模量分别为948,901和804,860 GPa. 随管径的增大,扶手椅型和锯齿型单壁C纳米管弹性模量分别减小和增大,表现出完全不同的变化规律. 随着C纳米管中单点空位缺陷的均匀增加,杨氏模量下降,当缺陷比率增加到一定程度时,杨氏模量下降骤然趋缓,形成一下降平台;双空位缺陷对C纳米管杨氏模量的影响与其分布方向有关;随单点空位缺陷间原子数的增加,在轴向上,杨氏模量下降到某一值小幅波动,而在周向上杨氏模量先下降,然后上升到某一稳定值. 随两单点空位缺陷的空间距离进一步增大,杨氏模量又呈微降趋势. 通过分子间σ键与π键特征及缺陷间近程电子云耦合作用规律与空位缺陷内部5-1DB缺陷的形成特点等理论对上述规律进行了分析.
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出版历程
  • 刊出日期:  2009-04-30

空位结构缺陷对C纳米管弹性性质的影响

  • 长沙理工大学物理与电子科学学院,长沙,410076
  • 上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海,200072

摘要: 用分子动力学方法对不同空位缺陷的扶手椅型与锯齿型单壁C纳米管杨氏弹性模量进行了计算和分析. 结果表明:扶手椅型(5, 5), (10,10)和锯齿型(9, 0), (18, 0) 纳米管在无缺陷时其杨氏模量分别为948,901和804,860 GPa. 随管径的增大,扶手椅型和锯齿型单壁C纳米管弹性模量分别减小和增大,表现出完全不同的变化规律. 随着C纳米管中单点空位缺陷的均匀增加,杨氏模量下降,当缺陷比率增加到一定程度时,杨氏模量下降骤然趋缓,形成一下降平台;双空位缺陷对C纳米管杨氏模量的影响与其分布方向有关;随单点空位缺陷间原子数的增加,在轴向上,杨氏模量下降到某一值小幅波动,而在周向上杨氏模量先下降,然后上升到某一稳定值. 随两单点空位缺陷的空间距离进一步增大,杨氏模量又呈微降趋势. 通过分子间σ键与π键特征及缺陷间近程电子云耦合作用规律与空位缺陷内部5-1DB缺陷的形成特点等理论对上述规律进行了分析.

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