多壁碳納米管與振蕩管熱穩(wěn)定性的模擬研究.pdf

1、本文采用經(jīng)典分子動力學(xué)方法,研究了多壁碳納米管在高溫下形變以及熱穩(wěn)定性,探究了溫度對碳納米管內(nèi)填充鉑金屬團(tuán)簇振子構(gòu)成的振蕩管振蕩周期的影響。
　　研究了多壁碳納米管在高溫下形變以及熱穩(wěn)定性。采用EDIP勢函數(shù)描述碳納米管內(nèi)碳原子之間相互作用,對多壁碳納米管由于Stone-Wales缺陷引起外層管高溫剝落蒸發(fā)現(xiàn)象進(jìn)行了計算模擬。研究結(jié)果表明,高溫下多壁碳納米管外層管Stone-Wales缺陷處碳原子劇烈振蕩導(dǎo)致C-C鍵斷裂形成懸鍵,

2、并逐漸向四周擴(kuò)散導(dǎo)致外層管剝落蒸發(fā)。利用Lindemann指數(shù)和原子平均內(nèi)能作為判據(jù),得出多壁碳納米管外層管出現(xiàn)剝落蒸發(fā)的溫度為2290K左右,與Huang Jianyu等人實驗中觀測到多壁碳納米管外層管剝落蒸發(fā)現(xiàn)象產(chǎn)生時的溫度2000℃吻合。
　　研究了溫度對由碳納米管與Pt金屬團(tuán)簇振子構(gòu)成的振蕩管振蕩周期的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著溫度的升高,(8,8)碳納米管振蕩管振蕩周期由降低漸變?yōu)槠椒€(wěn),在400~800K之間能夠保持平穩(wěn)狀態(tài),

3、而800K之后振蕩管振蕩周期增大并出現(xiàn)較大漲落。Pt金屬團(tuán)簇振子的結(jié)構(gòu)對碳納米管振蕩管振蕩周期產(chǎn)生很大的影響,通過研究碳納米管中的Pt金屬團(tuán)簇的Lindemann指數(shù)與徑向分布函數(shù)發(fā)現(xiàn),較大Pt金屬團(tuán)簇振子的Lindemann指數(shù)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點的溫度與振蕩管周期出現(xiàn)不穩(wěn)定的溫度點是一致的,并且通過徑向分布函數(shù)發(fā)現(xiàn)在800K之后Pt金屬團(tuán)簇振子結(jié)構(gòu)變成無序的非晶結(jié)構(gòu),碳納米管中的Pt金屬團(tuán)簇的熔化改變了碳納米管振蕩管的振蕩周期。研究結(jié)果對開發(fā)