碳纳米管高温位错动力学研究

项目名称： 碳纳米管高温位错动力学研究

项目编号： No.10974166

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张凯旺

作者单位： 湘潭大学

项目金额： 34万元

中文摘要： 碳纳米管中常温下静止的位错在高温时会滑移、攀移和交叉滑移，这种位错滑移还会引起多壁碳纳米管不同层管壁间的交叉耦合，将改善多壁碳纳米管的力学性能，增强碳纳米管的强度，碳纳米管高温位错动力学研究对理解碳纳米管的电学、力学和热学性质有重要的理论意义和科学价值。我们认为，高温导致碳纳米管中位错周围局部熔化而发生预熔化，位错产生的内应力在释放过程中致使位错滑移和攀移。本项目首先通过研究含有位错碳纳米管的预熔化性质，确定位错活化的预熔化温度，对含有位错碳纳米管进行结构优化，在预熔化温度下采用分子动力学方法分别模拟刃位错运动导致的位错滑移和位错攀移，模拟刃位错与螺位错交叉运动导致多壁碳纳米管的变形，进而研究高温下多壁碳纳米管中位错环的生长过程，分析位错致使碳纳米管强度优化、缺陷修复以及位错生长的机理，推演出碳纳米管高温位错动力学的一般规律，探求碳纳米管位错的高温应用前景，加速推动碳纳米管高温应用的进程。

中文关键词： 碳纳米管；位错；动力学；预熔化；分子动力学模拟

英文摘要：

英文关键词： carbon nanotubes；dislocation；dynamics；premelting；molecular dynamics simulation