田少岗
,
沈海军
材料科学与工程学报
采用平衡态分子动力学方法,计算了不同直径的单壁碳、硅、锗、碳化硅、氮化硼纳米管的导热系数,得到了导热系数随温度、直径变化的曲线;进而根据这些曲线,讨论了直径、温度等因素对几种纳米管导热性的影响,以及不同纳米管之间导热系数的差异.研究结果表明,各单壁纳米管的导热系数均随温度的升高以及直径的增大而降低;在模拟的温度范围(＜2200K)内,温度相同时,几种纳米管的导热系数由大到小有如下的排序:碳、氮化硼、硅、锗和碳化硅,其中,锗和碳化硅纳米管的导热性相当.
关键词:
平衡态分子动力学
,
导热系数
,
纳米管
沈海军
,
史友进
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.03.005
采用Tersoff势与L-J势的分子动力学(MD)方法,模拟了4C60富勒烯链/(10,10)碳管纳米豆荚(nano-peapod)的拉伸与压缩过程,并将其与(10,10)碳纳米管以及4C60富勒烯链的拉伸与压缩力学特性进行了比较.研究结果表明,碳纳米管中置入C60富勒烯链后,其拉伸性能并无明显改善; 4C60富勒烯链所能承受的拉伸载荷很小,且无承受压缩载荷的能力;由于4C60富勒烯与(10,10)碳管之间存在Van der Waals作用,纳米豆荚的压缩性能较(10,10)碳管有显著提高.
关键词:
碳纳米管
,
富勒烯链
,
分子动力学
,
拉伸
,
压缩
沈海军
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.04.009
以C60富勒烯之间掺杂有不同浓度Ar原子的碳纳米豆荚为研究对象,采用分子动力学方法,模拟了纳米豆荚中C60富勒烯之间的碰撞与能量传递,分析了入射C60富勒烯初始能量、Ar掺杂浓度对能量传递率的影响.研究表明,C60富勒烯之间是通过相互压缩变形来传递能量的;入射C60富勒烯的初始能量以及Ar掺杂浓度越低,C60富勒烯间的能量传递率就越高.
关键词:
Ar掺杂
,
碳纳米豆荚
,
分子动力学
,
C60富勒烯
,
碰撞
,
能量传递
沈海军
,
史友进
材料研究学报
采用分子动力学(MD)与量子力学(QM)相结合的方法, 模拟了C$_{n}$($n$=20、60、80、180)
富勒稀分子, 以及$M$@C$_{60}$($M$=Na、Fe、Al)内嵌金属原子富勒稀分子的对径压缩过程,
获得了各种富勒稀分子的系统能量--变形曲线、载荷--变形曲线、最大承受载荷、
失效应变以及压缩刚度等压缩力学性能数据. 根据模拟的结果, 分析了具有不同幻数$n$、
不同内嵌金属原子的富勒稀分子压缩力学特性的差异.
研究表明, 碳富勒稀分子具有出色的压缩力学性能;
幻数$n$较大的富勒稀分子的最大承受载荷和压缩刚度较大,
但失效应变较小; 与未填充碳富勒稀分子相比,
内嵌金属原子富勒稀分子具有更好的承载能力.
关键词:
材料科学基础学科
,
fullerene molecule
,
molecular dynamics
沈海军
材料科学与工程学报
采用分子动力学方法,模拟了石墨层垛堆纳米纤维(GLSNF)与110°、62°锥垛堆碳纳米纤维(CSCNF)的轴向压缩过程,探讨了加载速率、温度等对三种碳纳米纤维力学特性的影响以及它们之间压缩力学特性的差异.研究表明,温度越低、加载速率越高的情况下,各碳纤维的承压能力与承受变形能力越强;相同加载速率和温度下,62°CSCNF的轴向压缩力学特性最好,GLSNF的压缩力学特性最差.
关键词:
垛堆纳米纤维
,
分子动力学
,
轴向压缩
,
加载速率
,
温度
沈海军
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.05.012
采用Tersoff势的分子动力学方法,模拟了(5,5)型单壁碳、碳化硅及硅纳米管的熔化与轴向压缩过程,得到了不同温度下各纳米管的形态、原子径向分布、能量变化以及压缩力-应变曲线.进而,根据模拟结果,分析了它们熔化与压缩特性的差异.研究表明,碳、碳化硅及硅纳米管的熔点分别为6300、5600和2250K左右,它们熔化后分别呈现为网状、疏松的不规则球状以及紧密排布的球状形态;碳、碳化硅或硅纳米管的熔点、比热,熔化热以及承压能力均有碳管＞碳化硅管＞硅管的排序.
关键词:
碳纳米管
,
碳化硅纳米管
,
硅纳米管
,
分子动力学
,
熔化
,
压缩
沈海军
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2007.02.008
基于"亲水层-疏水层-亲水层"模型,采用Monte Carlo方法模拟了低能电子束(能量E0≤900 eV)作用下,磷脂酰乙醇胺(PE)双分子层膜的电子散射,研究了PE膜散射电子(SEs)、背散射电子(BSEs)的深度与表面分布,BSEs、透射电子(TEs)的能量分布,以及SEs的能量沉积.研究表明,入射电子束能量E0越小,PE膜的TEs就越少,BSEs就越多,被PE膜吸收的电子就越多,BSEs图像的分辨率就越高;入射电子束能量E0越小,PE膜能量接近E0的BSEs就越多,能量接近E0的TEs就越少;PE膜亲水层的背散射能力明显高于疏水层;随着E0的增大,SEs在PE膜中的能量沉积密度增大,但沉积范围先增大,后减小.
关键词:
Monte Carlo方法
,
磷脂酰乙醇胺
,
双分子层膜
,
能量沉积
沈海军
功能材料
采用基于Tersoff势的分子动力学方法,模拟了温度T=300、700和1100K下C60、M@C60(M=Si,Ge)富勒烯分子的对径压缩过程.根据模拟结果,讨论了温度T对3种富勒烯分子压缩力学特性的影响以及它们压缩力学特性的差异.研究表明,在300～1100K范围内,温度T对C60、M@C60(M=Si,Ge)分子压缩力学特性无显著影响;当压缩应变至8%～16%左右,各富勒烯分子在加载点处开始"塌陷",当压缩应变至28%～32%左右,各富勒烯达到承载极限;C60、Si@C60、Ge@C60分子依次具有由低到高的承载能力.
关键词:
富勒烯
,
分子动力学
,
力学特性
,
内嵌M@C60富勒烯
