碳納米材料的結構及其力學

目錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 碳納米材料研究進展 1
1.2.1 碳納米材料的制備 1
1.2.2 碳納米材料的力學性能及其多功能應用 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 螺旋卡拜纖維的構造 10
2.2.2 模擬細節(jié) 11
2.3 螺旋卡拜纖維楊氏模量的連續(xù)理論預測模型 12
2.3.1 卡拜納米結構的模型描述 12
2.3.2 v，E和d的解析公式和顯式表達式 14
2.3.3 螺旋卡拜纖維連續(xù)理論預測模型 15
2.4 拉伸力學行為和力學性質(zhì) 18
第3章 碳納米管纖維 26
3.1 引言 26
3.2 一級螺旋碳納米管纖維拉伸力學性質(zhì)理論預測模型 26
3.2.1 一級螺旋碳納米管纖維全原子模型 26
3.2.2 一級螺旋碳納米管纖維自組裝行為 27
3.2.3 一級螺旋碳納米管纖維拉伸斷裂機制 28
3.2.4 一級螺旋碳納米管纖維拉伸力學性質(zhì) 31
3.3 多級螺旋碳納米管纖維拉伸力學性質(zhì)理論預測模型 32
3.3.1 多級螺旋碳納米管纖維粗?；Ｐ?32
3.3.2 多級螺旋碳納米管纖維的斷裂強度和楊氏模量 34
3.3.3 多級螺旋碳納米管纖維的拉伸斷裂機制 37
3.4 隨機分布碳納米管纖維拉伸力學性質(zhì)理論預測模型 41
3.4.1 隨機分布碳納米管纖維粗?；Ｐ?41
3.4.2 隨機分布碳納米管纖維的拉伸斷裂機制 42
3.4.3 隨機分布碳納米管纖維的比強度和比模量 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 高強巴基紙 60
4.2.1 基于PAMAM樹枝狀大分子的內(nèi)部界面改性設計 60
4.2.2 巴基紙的拉伸力學性質(zhì) 62
4.2.3 基于分子模擬的巴基紙界面增強分析 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構 77
4.4.2 定向排列碳納米管薄膜各向異性力學性質(zhì) 78
4.4.3 定向排列碳納米管薄膜/環(huán)氧樹脂夾層復合材料 82
4.4.4 定向排列碳納米管薄膜/PDMS夾層復合材料 87
第5章 碳納米管剪裁結構 92
5.1 引言 92
5.2 碳納米管拉花結構 92
5.2.1 碳納米管拉花結構分子模型 92
5.2.2 碳納米管拉花結構拉伸力學性質(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復合材料的力學性質(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力學模擬 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性質(zhì) 114
6.2.1 測試材料準備 114
6.2.2 單片多層氧化石墨烯的原位拉伸測試 115
6.2.3 單片多層氧化石墨烯的拉伸斷裂機制 116
6.2.4 單片多層氧化石墨烯的拉伸分子動力學模擬 119
6.3 氧化石墨烯基薄膜/空心球混雜體的制備及結構表征 123
6.4 氧化石墨烯基薄膜/空心球混雜體的拉伸力學性質(zhì) 127
6.5 空心球與薄膜之間的結合強度 128
6.5.1 結合強度的原位力學測試及結果分析 128
6.5.2 空心球從薄膜剝離的分子動力學模擬 130
6.6 空心球的壓縮力學性質(zhì) 131
6.6.1 空心球原位壓縮測試及結果分析 131
6.6.2 空心球壓縮的分子動力學模擬 133
6.7 氧化石墨烯基薄膜/空心球混雜體夾層復合材料 138
6.7.1 夾層復合材料的制備 138
6.7.2 夾層復合材料的拉伸力學性能測試及結果分析 138
總結與展望 140
參考文獻 141
附錄 與本書內(nèi)容相關的已發(fā)表的學術論文、發(fā)明專利及獎勵 161
編后記 163