碳納米材料的結(jié)構(gòu)及其力學(xué)

目錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 碳納米材料研究進(jìn)展 1
1.2.1 碳納米材料的制備 1
1.2.2 碳納米材料的力學(xué)性能及其多功能應(yīng)用 4
1.3 本書的主要內(nèi)容 8
第2章 螺旋卡拜纖維 10
2.1 引言 10
2.2 螺旋卡拜纖維的拉伸模擬 10
2.2.1 螺旋卡拜纖維的構(gòu)造 10
2.2.2 模擬細(xì)節(jié) 11
2.3 螺旋卡拜纖維楊氏模量的連續(xù)理論預(yù)測(cè)模型 12
2.3.1 卡拜納米結(jié)構(gòu)的模型描述 12
2.3.2 v，E和d的解析公式和顯式表達(dá)式 14
2.3.3 螺旋卡拜纖維連續(xù)理論預(yù)測(cè)模型 15
2.4 拉伸力學(xué)行為和力學(xué)性質(zhì) 18
第3章 碳納米管纖維 26
3.1 引言 26
3.2 一級(jí)螺旋碳納米管纖維拉伸力學(xué)性質(zhì)理論預(yù)測(cè)模型 26
3.2.1 一級(jí)螺旋碳納米管纖維全原子模型 26
3.2.2 一級(jí)螺旋碳納米管纖維自組裝行為 27
3.2.3 一級(jí)螺旋碳納米管纖維拉伸斷裂機(jī)制 28
3.2.4 一級(jí)螺旋碳納米管纖維拉伸力學(xué)性質(zhì) 31
3.3 多級(jí)螺旋碳納米管纖維拉伸力學(xué)性質(zhì)理論預(yù)測(cè)模型 32
3.3.1 多級(jí)螺旋碳納米管纖維粗粒化模型 32
3.3.2 多級(jí)螺旋碳納米管纖維的斷裂強(qiáng)度和楊氏模量 34
3.3.3 多級(jí)螺旋碳納米管纖維的拉伸斷裂機(jī)制 37
3.4 隨機(jī)分布碳納米管纖維拉伸力學(xué)性質(zhì)理論預(yù)測(cè)模型 41
3.4.1 隨機(jī)分布碳納米管纖維粗?；Ｐ?41
3.4.2 隨機(jī)分布碳納米管纖維的拉伸斷裂機(jī)制 42
3.4.3 隨機(jī)分布碳納米管纖維的比強(qiáng)度和比模量 43
3.5 碳納米管纖維內(nèi)部管間界面失效分析 45
3.5.1 兩單根碳納米管之間的剪切失效 46
3.5.2 兩單根碳納米管之間的剝離失效 53
第4章 碳納米管薄膜 60
4.1 引言 60
4.2 高強(qiáng)巴基紙 60
4.2.1 基于PAMAM樹(shù)枝狀大分子的內(nèi)部界面改性設(shè)計(jì) 60
4.2.2 巴基紙的拉伸力學(xué)性質(zhì) 62
4.2.3 基于分子模擬的巴基紙界面增強(qiáng)分析 64
4.3 碳納米管編織薄膜 69
4.3.1 基于平紋編織的碳納米管薄膜全原子模型 69
4.3.2 碳納米管編織薄膜的面內(nèi)力學(xué)性質(zhì) 71
4.3.3 碳納米管編織薄膜的抗沖擊性能 72
4.4 定向排列碳納米管薄膜 77
4.4.1 定向排列碳納米管薄膜結(jié)構(gòu) 77
4.4.2 定向排列碳納米管薄膜各向異性力學(xué)性質(zhì) 78
4.4.3 定向排列碳納米管薄膜/環(huán)氧樹(shù)脂夾層復(fù)合材料 82
4.4.4 定向排列碳納米管薄膜/PDMS夾層復(fù)合材料 87
第5章 碳納米管剪裁結(jié)構(gòu) 92
5.1 引言 92
5.2 碳納米管拉花結(jié)構(gòu) 92
5.2.1 碳納米管拉花結(jié)構(gòu)分子模型 92
5.2.2 碳納米管拉花結(jié)構(gòu)拉伸力學(xué)性質(zhì) 94
5.3 碳納米管/石墨烯納米帶混雜體 105
5.3.1 碳納米管/石墨烯納米帶混雜體及其復(fù)合材料的制備 105
5.3.2 碳納米管/石墨烯納米帶混雜體增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性質(zhì) 107
5.3.3 碳納米管/石墨烯納米帶混雜體從基體中拔出分子動(dòng)力學(xué)模擬 109
第6章 氧化石墨烯基薄膜/空心球混雜體 114
6.1 引言 114
6.2 單片多層氧化石墨烯拉伸力學(xué)性質(zhì) 114
6.2.1 測(cè)試材料準(zhǔn)備 114
6.2.2 單片多層氧化石墨烯的原位拉伸測(cè)試 115
6.2.3 單片多層氧化石墨烯的拉伸斷裂機(jī)制 116
6.2.4 單片多層氧化石墨烯的拉伸分子動(dòng)力學(xué)模擬 119
6.3 氧化石墨烯基薄膜/空心球混雜體的制備及結(jié)構(gòu)表征 123
6.4 氧化石墨烯基薄膜/空心球混雜體的拉伸力學(xué)性質(zhì) 127
6.5 空心球與薄膜之間的結(jié)合強(qiáng)度 128
6.5.1 結(jié)合強(qiáng)度的原位力學(xué)測(cè)試及結(jié)果分析 128
6.5.2 空心球從薄膜剝離的分子動(dòng)力學(xué)模擬 130
6.6 空心球的壓縮力學(xué)性質(zhì) 131
6.6.1 空心球原位壓縮測(cè)試及結(jié)果分析 131
6.6.2 空心球壓縮的分子動(dòng)力學(xué)模擬 133
6.7 氧化石墨烯基薄膜/空心球混雜體夾層復(fù)合材料 138
6.7.1 夾層復(fù)合材料的制備 138
6.7.2 夾層復(fù)合材料的拉伸力學(xué)性能測(cè)試及結(jié)果分析 138
總結(jié)與展望 140
參考文獻(xiàn) 141
附錄 與本書內(nèi)容相關(guān)的已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、發(fā)明專利及獎(jiǎng)勵(lì) 161
編后記 163