編號：CPJS06369
篇名：銳鈦礦型TiO2納米管拉伸性能的分子動(dòng)力學(xué)研究
作者：楊康 楊亮 林仕偉
關(guān)鍵詞： 分子動(dòng)力學(xué) TIO2納米管 拉伸變形 手性角
機(jī)構(gòu)： 海南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
摘要： 由于TiO2納米管具有優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性、超高的表面積及量子尺寸效應(yīng),并在儲氫、光催化、能源存儲及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域廣泛使用。大量學(xué)者已經(jīng)對TiO2納米管的電學(xué)、光學(xué)、電化學(xué)及生物相容性等性質(zhì)進(jìn)行了充分的研究,但對TiO2納米管的力學(xué)性質(zhì)研究相對缺乏。本文采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了不同手性的TiO2納米管隨溫度變化的力學(xué)性能。模擬結(jié)果表明,手性角θ分別為36.49°和0°的TiO2納米管隨溫度升高,抗拉強(qiáng)度按指數(shù)衰減;手性角θ分別為10.47°、20.29°和90°的TiO2納米管隨溫度升高,抗拉強(qiáng)度出現(xiàn)先減小后增大的現(xiàn)象。經(jīng)原子尺度結(jié)構(gòu)分析可知,TiO2納米管隨手性不同而表現(xiàn)出的力學(xué)性質(zhì)是由于在拉伸過程中隨應(yīng)變量增大TiO2納米管出現(xiàn)Simple Cubic、BCC、FCC和HCP相結(jié)構(gòu)且與各相結(jié)構(gòu)所占比例直接相關(guān)。拉伸后不同鍵的斷裂對抗拉強(qiáng)度有直接的影響,Ti6C-O3C鍵的斷裂引起抗拉強(qiáng)度的減小,Ti5C-O3C鍵的斷裂引起抗拉強(qiáng)度先減小后增大。
