金纳米管力学性能的分子动力学模拟

苏锦芳; 宋海洋; 安敏荣

doi:10.7498/aps.62.063103

摘要

采用分子动力学模拟方法, 研究了金纳米管沿不同晶向拉伸与压缩载荷下的力学性能, 并分析了金纳米管的半径对其力学行为的影响. 在模拟计算中, 采用镶嵌原子势描述金原子之间的相互作用. 模拟结果表明, 在拉伸及压缩过程中, 不同晶向的金纳米管力学性能相差较大, 在拉伸和压缩载荷下金纳米管向的屈服强度最大; 在三个晶向, , 的金纳米管中, 晶向的金纳米管其屈服强度和杨氏模量都远远小于其他晶向. 研究结果还发现, 当纳米管的半径小于3.0 nm时, 金纳米管的屈服强度没有大的变化, 而当半径大于3.0 nm后, 随着半径的增大, 其屈服强度明显降低.

关键词:

Abstract

The tensile and compressive mechanical properties of gold nanotubes in different crystal orientations as well as the tensile mechanical properties of the same thinkness of gold nanotubes at different radius. are investigated using the molecular dynamics simulation method. In the simulation, we select embedded atom method as the interatomic potential function. The result shows that mechanical properties in the tensile and compressive process in different crystallographic orientations are dramatically different from each other, where the yield strength of the direction is the highest and the yield strength and the Young's modulus in the direction are less than in the and crystal orientation. The yield strength has no major changes when the radius is less than 3.0 nm, but it obviously decreases with the increase of the radius when the radius is larger than 3.0 nm.

Keywords:

作者及机构信息

1.
西安邮电大学理学院, 西安 710121

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10902083)、教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-12-1046)和陕西省青年科技新星计划项目(批准号: 2012KJXX-39) 资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Science, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710061, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10902083), the Program for New Century Excellent Talents in University, China (Grant No. NCET-12-1046), and the New Scientific and Technological Star of Shaanxi Province, China (Grant No. 2012KJXX-39).

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