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金纳米线拉伸力学性能的分子动力学模拟-凝聚态物理专业论文.docx

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金纳米线拉伸力学性能的分子动力学模拟-凝聚态物理专业论文.docx

上传人:wz_198613 2019/2/3 文件大小:705 KB

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文档介绍

文档介绍:, 原创性声明111111111111111111111111111111111111111**********Y1870742本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,,论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得山东建筑大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,: 均主份 日期沪".?学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解山东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定,flp:山东建筑大学有机保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘,,可以采用影印、缩印或其它手段保存、: 〉总支均 日期3ì()、导师签名:才作坏了 日期二Ol{.,守ι, ,-Ml·-R如'摘要纳米材料拥有优异的力学、电学、热学和磁学性能。随着纳米科技的快速发展,尤其是随着微电子元器件的发展,金属纳米线作为纳米材料的重要组成部分,引起了人们越来越多的关注。金属纳米线是构成纳米器件的重要元素。对金属纳米线力学性能的研究是纳米材料应用技术所面临的挑战之一:同时,对金属纳米线力学性能的研究对于保证微电子元器件的稳定性与可靠性具有宽大意义和重要作用。分子动力学模拟是计算机模拟的一种方式,其适用范围非常广泛。本文运用分子动力学方法研究了金纳米线的截面尺寸、拉伸应变率、模拟温度对金纳米线拉伸力学性能的影响,重点分析了各种因素对金纳米线的屈服强度、弹性模最的影响。模拟中采用原子内嵌势作为原子势函数,采用Verlet算法求解牛顿运动方程。在金纳米线的拉伸过程中,金纳米线可能发生弹性形变也可能发生理性形变。通过、监控金纳米线拉伸过程中的应力与应变的变化,可以得到应力愉应变曲线;通过对应力"应变曲绒线性阶段的分析可以得到金纳米线的弹性模量:应力·应变曲线的最高点定义为争 屈服强度。在拉伸应变率相同、拉伸温度相问的情况下,共建立七个不问截面尺寸的金纳米线模型来探讨截丽尺寸对金纳米线拉伸力学性能的影响。通过分析金纳米线的应力伽应变曲线和屈服强度、弹性模蠢的变化规律,发现应力·应变曲线反映出金纳米线形变的不同阶段。应力"应变曲线的线性阶段对应于金纳米线拉伸过程中的弹性形变阶段:屈服点过后的应力"应变曲线对应于金纳米线拉伸过程中的塑性形变阶段。在塑性形变阶段,金纳米线出现大量的堆垛层惜。屈服点过后,金纳米线应力急剧减小,之后在一定范围内里波动趋势。金纳米线截由尺寸越小,屈服点对应的应变越大,金纳米线发生屈服的时间越晚。这主要是因为截面尺寸较小的金纳米线有更大的比表面积,表面原子比例较大。对相同长度的金纳米线而亩,其弹性模最随着金纳米线截而尺寸的减小而减小:屈服强度随金纳米线截面尺寸的减小而增大。机、在报度和截丽尺寸相同的情况下,不同应变率下的金纳米线拉伸力学性能的分子动力学模拟表明,在较高的应变率下,金纳米线的屈服强度更大,屈服发生的较早,在屈服时对应的应变也更大,并且金纳米线更容易发生二次屈服。金纳米线的弹性模量随着应变率的增大有所增加,但是幅度不是很明显。而在应变率相间、温度不同的情况下,通过对相同截面尺寸大小的金纳米线拉伸力学行为的模拟发现金纳米线的弹性模最和屈山东建筑大学硕士学位论文ψ服强度均随着温度的提高而线性减小。 嚼'关键词:分子动力学模拟,纳米线,力学性能,屈服强度,弹性模量9TM叮曹T11曲"舍 M胁0肌1eωc咖阳巾川sSimnlÅUNanowi让reωsunderTensileStrainFengWenjuan(SchoolofScience)DirectedbyChenYingABSTRACTNanomaterialshaveextraordinarymechanical,elec位ical,