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基于第二应变梯度理论的碳包覆硅纳米线力学。 (英语) Zbl 1476.74121号

摘要:表面、界面和尺寸效应是预测多相纳米线力学行为的决定性因素。在没有任何外部载荷的情况下,与此类纳米结构松弛配置的表面层和界面层相关的原子间键长和电荷密度分布与块体的键长和荷密度分布存在显著差异。由于第二应变梯度理论能够捕捉上述效应,因此它将被用于研究碳涂层硅纳米线、碳纳米壳和硅纳米线的弛豫。利用这一理论,还将估算它们的有效杨氏模量。为此,将在柱坐标系下给出第二应变梯度理论的数学框架。为了进一步说明,将考虑碳纳米管的拉美型问题,其中碳纳米管的内外表面有强的、弱的,并且没有相互作用。此外,还讨论了在远程双轴加载下,被圆孔削弱的无界碳板的尺寸相关应力集中现象。为了验证理论处理,将使用LAMMPS和一些合适的势函数,通过原子模拟重新检查弛豫问题。

MSC公司:

74M25型 固体微观力学
74A25型 固体力学中的分子、统计和动力学理论
2015年第74季度 固体力学中的有效本构方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 新墨西哥州科德罗。;森林,S。;Busso,E.P.,纳米物体的第二应变梯度弹性,J.Mech。物理学。固体,97,92-124(2016)
[2] Gurtin,M.E。;Murdoch,A.I.,弹性材料表面的连续理论,Arch。定额。机械。分析。,57, 291-323 (1975) ·Zbl 0326.73001号
[3] Gurtin,M.E。;Murdoch,A.I.,《固体中的表面应力》,《国际固体结构杂志》。,14, 431-440 (1978) ·Zbl 0377.73001号
[4] Harrison,Quantum Wells,Wires,and Dots(2005),John Wiley&Sons Ltd:英国John Willey&Sons有限公司
[5] Hohenberg,P。;Kohn,W.,《非均匀电子气体》,Phys。版本136,B864-B871(1964)
[6] 黄,R。;范,X。;沈伟(Shen,W.)。;Zhu,J.,用于高性能锂离子电池阳极的碳涂层硅纳米线阵列薄膜,应用。物理学。莱特。,95,第133119条pp.(2009)
[7] Inui,N。;Iwasaki,S.,使用Lennard-Jones电势的两两求和法计算石墨烯和硅衬底之间的相互作用能,e-J.Surf.Sci。纳米技术。,15, 40-49 (2017)
[8] Justo,J.F。;巴赞特,M.Z。;卡西拉斯,E。;布拉托夫,V.V。;Yip,S.,硅缺陷和无序相的原子间势,物理。B版,582539(1998)
[9] Kim,J。;Lim,J。;Kim,M。;Lee,H。;Kim,D。;Jun,Y.,碳包覆硅纳米线的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用,应用。马特。接口,6,2118788-18794(2014)
[10] 科恩,W。;Sham,L.,《包含交换和相关效应的自洽方程》,Phys。修订版,140,A1133-A1138(1965)
[11] Kresse,G。;Furthmüller,J.,使用平面波基组的金属和半导体的从头算总能量计算效率,计算。马特。科学。,6,15-50(1996年)
[12] Kresse,G。;Furthmüller,J.,使用平面波基集进行ab-inio-total-energy计算的高效迭代方案,Phys。B版,54,11169-11186(1996)
[13] Kresse,G。;Hafner,J.,《液态金属的从头算分子动力学》,《物理学》。修订版B,47558-561(1993)
[14] Kresse,G。;Hafner,J.,第一行和过渡元素的标准守恒和超声伪电位,J.Phys.:康登斯。Matter,68245-8257(1994)
[15] 克鲁格,P。;Pollmann,J.,金刚石、硅、锗(001)表面的二聚体重建,物理学。修订稿。,74, 7, 1155-1158 (1995)
[16] Lazar,M.,广义连续统中的位错和裂纹,(连续统力学百科全书(2018),Springer-Verreg GmbH:Springer-Verleg GmbH德国)
[17] 拉扎尔,M。;Agiasofitu,E.,《准晶广义弹性和位错理论基础:格林张量、位错键形和位错环》,Phil.Mag.,94,35,4080-4101(2014)
[18] Mindlin,R.D.,线性弹性中应变和表面张力的第二梯度,国际固体结构杂志。,1, 417-438 (1965)
[19] Monkhorst,H。;Pack,J.,《布里渊区集成的特殊要点》,Phys。B版,13,5188-5192(1976)
[20] Ojaghnezhad,F。;Shodja,H.M.,《测定表面弹性常数的组合第一原理和分析处理:应用于Si(001)理想和重构表面》,Phil.Mag.Lett。,92, 1, 7-19 (2012)
[21] Ojaghnezhad,F。;Shodja,H.M.,《第一原理与粘聚力模量、表面能和第二应变梯度弹性中附加常数的分析测定》,国际固体结构杂志。,50, 3967-3974 (2013)
[22] Ojaghnezhad,F。;Shodja,H.M.,《第二应变梯度理论背景下的表面弹性》,Mech。材料。,93, 220-237 (2016)
[23] Ojaghnezhad,F。;Shodja,H.M.,正交曲线坐标系中的第二应变梯度理论:固体纳米球和嵌入球形纳米空腔的松弛预测,应用。数学。型号。,76, 669-698 (2019) ·Zbl 1481.74041号
[24] Perdew,J.等人。;Wang,Y.,电子-气体相关能的准确而简单的解析表示,Phys。B版,4513244(1992)
[25] Hodja,H.M。;Ahmadpoor,F。;Tehranchi,A.,第二应变梯度弹性中费用材料附加常数的计算:具有表面效应的纳米尺寸伯努利-欧拉梁的行为,J.App。机械。,79,第0211008条pp.(2012)
[26] Hodja,H.M。;穆萨维安,H。;Ojaghnezhad,F.,Toupin-Mindlin第一应变梯度理论重温了六面体类立方晶体:根据原子力常数对材料参数的解析表达式,并通过从头算DFT,Mech进行评估。材料。,123, 19-29 (2018)
[27] Sohn,Y。;Park,J。;Yoon,G。;宋,J。;Jee,S。;Lee,J。;Na,S。;Kwon,T。;Eom,K.,硅纳米线的机械性能,纳米研究快报。,5, 211-216 (2010)
[28] Stuart,S.J。;Tutein,A.B。;Harrison,J.A.,《分子间相互作用碳氢化合物的反应势》,J.Chem。物理。,112, 6472-6486 (2000)
[29] Tersoff,J.,《固体化学建模:多组分系统的原子间势》,Phys。版本B,39,5566-5568(1989)
[30] Toupin,R.A.,《双应力弹性理论》,Arch。定额。机械。分析。,17, 85-112 (1964) ·Zbl 0131.22001号
[31] 图平,R.A。;Gazis,D.C.,弹性晶体连续介质和晶格模型中的表面效应和初始应力,(Wallis,《晶格动力学国际会议论文集》,1963年8月(1964年),佩加蒙出版社:哥本哈根佩加蒙出版公司),597-602
[32] 王,X。;李·G。;Seo,M.H。;Lui,G。;哈桑,F.M。;Feng,K。;Xiao,X。;Chen,Z.,碳纤维上的CaRbon涂层硅纳米线作为柔性锂离子电池的自支撑电极,应用。马特。接口,99551-9558(2017)
[33] 尹,W。;陈,Y。;谢毅。;刘,L。;Zhang,S.B.,低表面能碳同素异形体:bcc-\(C{}_6\)的情况,物理学。化学。化学。物理。,17, 14083-14087 (2015)
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