| 石墨烯纳米压痕实验的分子动力学模拟 |
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| 引用本文： | 杨晓东,贺鹏飞,吴艾辉,郑百林. 石墨烯纳米压痕实验的分子动力学模拟[J]. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2010, 40(3): 353-360 |
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| 作者姓名： | 杨晓东 贺鹏飞 吴艾辉 郑百林 |
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| 作者单位： | 同济大学航空航天与力学学院, 上海 200092 |
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| 基金项目： | 上海市科学技术委员会基础研究重点项目资助(批准号: 09JC1414400) |
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| 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hc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hmax小于hc时, 石墨烯发生的是完全弹性变形; 当最大压入深度hmax大于hc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.
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| 关 键 词： | 石墨烯 纳米压痕实验 分子动力学 |
| 收稿时间： | 2009-12-11 |
| 修稿时间： | 2010-01-27 |
Molecular dynamics simulation of nanoindentation for graphene |
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| YANG XiaoDong,HE PengFei,WU AiHui , ZHENG BaiLin School of Aerospace Engineering , Mechanics,Tongji University,Shanghai. Molecular dynamics simulation of nanoindentation for graphene[J]. SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, 2010, 40(3): 353-360 |
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| Authors: | YANG XiaoDong HE PengFei WU AiHui & ZHENG BaiLin School of Aerospace Engineering Mechanics Tongji University Shanghai |
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| Affiliation: | YANG XiaoDong,HE PengFei,WU AiHui & ZHENG BaiLin School of Aerospace Engineering , Mechanics,Tongji University,Shanghai 200092 |
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| Abstract: | Molecular dynamics simulation of nanoindentation experiment on single layer graphene sheets is carried out. A typical force-displacement curve is obtained and the effects of various factors including indenter radius,velocities as well as boundary conditions on the simulation results are discussed. The Young's modulus and the strength of the graphene are measured as 1 terepascals and 240 gigapascals,respectively. Observation of the deformation process shows that the graphene rips from the central point at a ... |
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| Keywords: | graphene nanoindentation molecular dynamics |
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