会议专题

拉伸变形下金纳米板的表面效应研究

  纳米材料由于其特有的优良的力学、物理及化学等特性引起了人们的广泛关注。在力学性能方面,纳米材料表现出一系列优良的性能,如:高的强度、刚度及韧性等。本文以面心立方金属Au为研究对象,对Au纳米板进行了系统的表面效应研究。首先,利用原子间作用势考虑在弛豫情况下,计算了处于平衡态的金纳米板的表面能密度;其次,利用Cauchy-Born法则计算得到了纳米板在拉伸变形状态下的表面能密度,展示出表面能密度对变形的依赖性;最后,基于拉伸变形情况下的表面能密度研究,在同时考虑表面效应与应变梯度效应的情况下,求得了金材料的特征尺寸,并与其他构形的纳米构件进行比较,表征了表面效应对特征尺寸的影响。模拟结果显示:金的表面能密度约为1.0J/m2 ,不同晶面的表面能密度不同,但其大小满足(111)<(100)<(110)的趋势;材料的表面能密度将随其变形而有所变化;金材料在拉伸变形下的特征尺寸范围在0.25~1.0微米,表面效应对特征尺寸有一定的影响。

金纳米板 表面能密度 应变梯度弹性理论 特征尺寸 表面效应

刘建云 魏悦广

中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京,100190

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中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会

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2011-08-22(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)