Образец для цитирования:

Глухова О. Е., Кириллова И. В., Коссович Е. Л., Фадеев А. А. Исследование механических свойств графеновых листов различных размеров // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика. 2012. Т. 12, вып. 4. С. 63-66. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9791-2012-12-4-63-66

Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Механика
УДК: 
539.32

Исследование механических свойств графеновых листов различных размеров

Авторы: 
Глухова Ольга Евгеньевна, ФГБОУ ВПО Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83 , oeglukhova@yandex.ru
Кириллова Ирина Васильевна, ФГБОУ ВПО Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83 , iv@info.sgu.ru
Коссович Елена Леонидовна, ФГБОУ ВПО Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83 , elena.kossovich@googlemail.com
Фадеев Александр Андреевич, ФГБОУ ВПО Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, Россия, г. Саратов, ул. Астраханская, 83 , fadeeff.sanya@yandex.ru
Аннотация: 

Исследовались механические свойства графеновых листов макроразмеров. Для всех рассмотренных нанообъектов были определены модули Юнга. Для этой цели графеновые листы были подвержены деформации в двух взаимно перпендикулярных направлениях, определяемых строением атомной решетки материала, а именно в направлениях зигзаг и кресло. Показано, что имеет место размерный эффект для классического модуля Юнга графенового листа. Также было обнаружено, что при больших линейных размерах последнего его упругие свойства становятся близкими к изотропным, а значение модуля Юнга приближается к значению 1.1 ТПа.

Ключевые слова: 
модуль Юнга, квантово-химический метод Харрисона, изотропия, ортотропия, атомная решетка, направление зигзаг, направление кресло.
DOI: 
https://doi.org/10.18500/1816-9791-2012-12-4-63-66
Библиографический список
1. Griffith A. A. The phenomena of rupture and flow in solids // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Ser. A. 1921. Vol. 221. P. 163–198.
2. Cowie J. M. G Polymers : Chemistry and Physics of Modern Materials. N.Y. : Blackie Academic, 1991. 436 p.
3. Geim A. K. Graphene : status and prospects // Science. 2009. Vol. 324. P. 5934.
4. Jiang J. -W., Wang J. -S., Li B. Young’s modulus of graphene : a molecular dynamics study // Phys. Rev. Ser. B. 2009. Vol. 80. P. 113–405.
5. Lee C., Wei X., Kysar J. W, Hone J. Measurement of the Elastic Properties and Intrinsic Strength of Monolayer Graphene // Science. 2008. Vol. 321. P. 385.
6. Reddy C. D., Rajendran S., Liew K. M. Equilibrium configuration and continuum elastic properties of finite sized graphene // Nanotechnology. 2006. Vol. 17. P. 864–870.
7. Arroyo M., Belytschko T. Finite crystal elasticity of carbon nanotubes based o n the exponential Cauchy–Born rule // Phys. Rev. B. 2004. Vol. 69. P. 115415.
8. Brenner D. W. Empirical Potential for Hydrocarbons for Use in Simulating the Chemical Vapor Deposition of Diamond Films // Phys. Rev. Ser. B. 1990. Vol. 42. P. 9458–9471.
9. Brenner D. W., Shenderova O. A., Harrison J. A., Stuart S. J., Ni B., Sinnott S. B. A second-generation reactive empirical bond order (REBO) potential energy expression for hydrocarbons // J. Phys. : Condens. Matter. 2002. Vol. 14. P. 783–802.
10. Kudin K. N., Scuseria G. E. and Yakobson B. I. C2F, BN and C nanoshell elasticity from ab initio computations // Phys. Rev. Ser. B. 2001. Vol. 64. P. 235406.
11. Shimpi R. P., Patel H. G. A two variable refined plate theory for orthotropic plate analysis // Intern. J. Solids and Structures. 2006. Vol. 43, iss. 22–23. P. 6783–6799.
12. Tsiatas G. C., Yiotis A. J. A microstructure-dependent orthotropic plate model based on a modified couple stress theory // Recent Developments in Boundary Element Methods : A Volume to Honour Professor John T. Katsikadelis / ed. E. J. Sapountzakis. Southampton : WIT Press, 2010. P. 295–308.
13. Setoodeh A. R., Malekzadeh P., Vosoughi A. R. Nonlinear free vibration of orthotropic graphene sheets using nonlocal Mindlin plate theory // Proc. Mech. Part C : J. Mechanical Engineering Science. 2012.Vol. 226. P. 1896–1906.
14. Narendar S., Gopalakrishnan S. Scale effects on buckling analysis of orthotropic nanoplates based on nonlocal two-variable refined plate theory // Acta Mech. 2012. Vol. 223. P. 395–413.
15. Wang Q. Effective in-plane stiffness and bending rigidity of armchair and zigzag carbon nanotubes //Intern. J. Solid Struct. 2004. Vol. 41. P. 5451–5461.
16. Shokrieh M. M., Rafiee R. Prediction of Young’s modulus of graphene sheets and carbon nanotubes using nanoscale continuum mechanics approach // Materials and Design. 2010. Vol. 31. P. 790–795.
17. Глухова О. Е., Терентьев О. А. Теоретическое исследование электронных и механических свойств C-N однослойных нанотрубок // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2007. Т. 10, № 4.С. 85–89.
18. Глухова О. Е. Жесткость Y-образных углеродных нанотрубок при деформации растяжения/сжатия // Нано- и микросиcтемная техника. 2009. № 1. С. 19–22.
19. Das S., Seelaboyina R., Verma V., Lahiri I., Hwang J. Y., Benerjee R., Choi W. Synthesis and characterization of self-organized multilayered graphenecarbon nanotube hybrid films // J. Mater. Chem. 2011. Vol. 21. P 7289–7295.
Полный текст в формате PDF:
скачать
88