多层石墨烯纳米压痕和划痕的分子动力学研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 石墨烯的性质 | 第11-13页 |
| 1.2.1 力学性能 | 第12页 |
| 1.2.2 热学性能 | 第12页 |
| 1.2.3 电学和光学性能 | 第12-13页 |
| 1.3 纳米压痕基本原理 | 第13-15页 |
| 1.4 国内外研究现状 | 第15-18页 |
| 1.4.1 多层石墨烯纳米压痕研究现状 | 第15-16页 |
| 1.4.2 多层石墨烯摩擦力学性能探究 | 第16-18页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第18-20页 |
| 2 分子动力学基本理论 | 第20-32页 |
| 2.1 引言 | 第20-21页 |
| 2.2 基本原理 | 第21-22页 |
| 2.3 初始条件 | 第22-23页 |
| 2.4 边界条件 | 第23-25页 |
| 2.5 原子势函数 | 第25-29页 |
| 2.5.1 对势 | 第25-26页 |
| 2.5.2 多体势 | 第26-29页 |
| 2.6 数值积分算法 | 第29-31页 |
| 2.6.1 Verlet算法 | 第29-30页 |
| 2.6.2 Leap-frog算法 | 第30页 |
| 2.6.3 Gear算法 | 第30-31页 |
| 2.7 小结 | 第31-32页 |
| 3 缺陷石墨烯纳米压痕过程的模拟 | 第32-60页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 双层石墨烯的纳米压痕力学性能 | 第32-34页 |
| 3.2.1 力学模型建立 | 第32-33页 |
| 3.2.2 本文选取的势函数 | 第33-34页 |
| 3.2.3 模拟过程简述 | 第34页 |
| 3.3 结果分析及讨论 | 第34-40页 |
| 3.3.1 LJ势函数半径的选取 | 第34-35页 |
| 3.3.2 压痕过程势能分析 | 第35-36页 |
| 3.3.3 压痕过程中的载荷分析及变形破坏机制 | 第36-39页 |
| 3.3.4 加载-卸载属性研究 | 第39-40页 |
| 3.4 尺寸、压头位置等因素影响分析 | 第40-45页 |
| 3.4.1 尺寸效应 | 第40-42页 |
| 3.4.2 两个压头 | 第42-43页 |
| 3.4.3 不同压入位置 | 第43-45页 |
| 3.5 含缺陷双层石墨烯纳米压痕的力学分析 | 第45-55页 |
| 3.5.1 缺陷在压头正下方 | 第45-49页 |
| 3.5.2 缺陷处于不同位置 | 第49-51页 |
| 3.5.3 不同空位缺陷数目 | 第51-55页 |
| 3.5.4 圆孔缺陷数目的影响分析 | 第55页 |
| 3.6 温度的影响分析 | 第55-57页 |
| 3.7 本章小结 | 第57-60页 |
| 4 多层石墨烯摩擦性能的分子动力学研究 | 第60-72页 |
| 4.1 引言 | 第60页 |
| 4.2 力学模型建立 | 第60-61页 |
| 4.3 模型验证 | 第61-62页 |
| 4.4 四层石墨烯薄膜的摩擦性能分析 | 第62-65页 |
| 4.5 划痕深度对石墨烯摩擦性能的影响 | 第65-68页 |
| 4.5.1 摩擦力分析 | 第65-66页 |
| 4.5.2 摩擦过程结构变形分析 | 第66-67页 |
| 4.5.3 摩擦过程相位转换和摩擦行为关系分析 | 第67-68页 |
| 4.6 划痕速度对石墨烯摩擦性能的影响 | 第68-69页 |
| 4.7 划痕方向对石墨烯摩擦性能的影响 | 第69-71页 |
| 4.8 结论 | 第71-72页 |
| 5 总结与展望 | 第72-74页 |
| 5.1 总结 | 第72-73页 |
| 5.2 展望 | 第73-74页 |
| 致谢 | 第74-76页 |
| 参考文献 | 第76-82页 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 | 第82页 |
