石墨炔纳米结构的能量耗散机制的研究

发布时间：2024-05-28 06:08

　　石墨炔是碳基纳米结构家族中的新成员,其因具有优良的力学、电学和光学性能而被认为是制造纳米级机械谐振器的合适材料。对于纳米级机械谐振器来说,品质因子Q是衡量谐振器性能的重要标准。高的Q因子意味着更低的能耗、更高的灵敏度和更好的可靠性。对Q因子造成影响的阻尼因素可以根据来源分为两大类:外部阻尼和内部阻尼。外部阻尼包括流体阻尼、钳位阻尼和表面耗散等,通过精心的设计纳米结构的几何形状和工作环境,可以大大消除外部阻尼对Q因子的影响;内部阻尼主要包括热弹性阻尼和Akhiezer阻尼,通过设计使共振结构内的应力梯度最小化,可减少结构中的热弹性阻尼对Q因子的影响,但Akhiezer阻尼作为更本质的阻尼因素而给谐振器的Q因子设置了一个基本的上限,因此研究石墨炔纳米结构的Akhiezer阻尼机制,对石墨炔纳米结构的本证耗散并提高纳米机械谐振器的Q因子具有很好的意义。本文的主要研究内容如下:首先介绍了石墨炔纳米结构的特点,继而详细说明了Akhiezer阻尼的产生机理,并对Akhiezer阻尼的计算理论做了归纳整理,通过公式推导给出了Akhiezer阻尼Q因子的表达式。然后基于Akhiezer阻尼的计算理论,...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1石墨炔结构示意图

哈尔滨工业大学工学硕士论文-2-1.2石墨炔结构介绍碳基纳米结构，例如一维碳纳米管、二维碳纳米薄膜等，由于其非凡的力学、热学和电子特性而受到了人们越来越广泛的关注。由于碳基纳米结构所具备的良好性能，引发了科学家们对于新型碳基纳米结构的探索。对于碳来说，其具有sp3、sp2和sp这....

图1-2石墨炔结构拓展图

哈尔滨工业大学工学硕士论文-3-如图1-1所示，石墨炔是由sp和sp2两种不同杂化态的碳原子组成。与石墨烯不同，石墨炔中的芳基是通过线性乙炔键来进行连接的。石墨炔中芳基之间的线性乙炔键的个数是可变的，所以石墨炔并不是同石墨烯一样单指一种结构，而是一族的结构。图1-2石墨炔结构拓展....

图2-1Akhiezer阻尼产生过程图

哈尔滨工业大学工学硕士论文-12-力梯度最小化，可减少结构中的热弹性阻尼引起的能量耗散。2.3Akhiezer阻尼从耗散的来源讲，Akhiezer阻尼也是属于内在耗散的一种，但相较于热弹性阻尼来说，Akhiezer阻尼是一种更特殊、更本质的能量耗散机制。由2.2节叙述可知，外在耗....

图3-1（10,10）单壁碳纳米管

哈尔滨工业大学工学硕士论文-15-第3章石墨炔纳米结构能量耗散的分子动力学计算3.1拉伸刚度k和结构参考拉力P0的计算对于石墨炔结构，根据芳基间乙炔键的个数，可以将石墨炔命名为石墨n炔进行详细区分。由于具有不同数目炔键的石墨炔的性质可能有所不同，于本文中，对芳基间具有不同炔键个数....

本文编号：3983590