帶電單壁碳納米管力學性質(zhì)的研究.pdf

1、本文分別用連續(xù)介質(zhì)力學，量子力學與分子動力學相結(jié)合的方法研究了帶電單壁碳納米管的靜力學與動力學行為：
　　 1.提出了關(guān)于金屬型碳納米管在電場中變形的柱殼理論。借助于半球模型，本文得到了金屬型碳納米管在電場中的電荷與電場分布的解析解。將帶電碳原子所受的電場力看作是碳納米管的內(nèi)力，根據(jù)柱殼理論碳納米管在電場中的變形被解析地給出。結(jié)果表明：碳納米管的長徑比對碳納米管在電場中的變形有重大影響，長徑比越大，碳納米管的變形越明顯；碳納米管

2、的徑向變形沿軸向是不均勻的，最大的徑向變形出現(xiàn)于碳納米管的端部；更為有意義的是，結(jié)果還表明，即使外加電場不夠大，對于長徑比很大的碳納米管仍然可以表現(xiàn)出明顯的變形。文所得到的帶電碳管的力學變形與已有的結(jié)果是吻合的，而且本文的結(jié)果是對已有結(jié)果的進一步補充
　　 2.用基于量子力學的密泛函理論與分子動力學相結(jié)合的方法研究了帶電單壁碳納米管在軸向加載下的力學行為。通過量子力學方法，我們計算了帶電碳納米管的電荷分布。用帶電碳原子的靜電作用

3、和分子力場來計算碳納米管的總能量，通過分子動力學模擬的方法，研究了帶電單壁碳納米管的力學行為。我們的結(jié)果表明，在外部電荷的作用下，單壁碳納米管變得更穩(wěn)定。相比于不帶電碳納米管，在相同的軸向加載下，帶電碳納米管不容易被壓縮，同時碳納米管更不容易屈曲。我們的結(jié)果還進一步表明，外電荷的注入會提高碳納米管的楊氏模量。
　　 3.用基于量子力學的密泛函理論與分子動力學相結(jié)合的方法研究了兩端固定的帶電單壁碳納米管的動力學行為。通過對兩端固定