缺陷及預應變對雙壁碳納米管振蕩器的影響.pdf

1、碳納米管(CNTs)自發(fā)現(xiàn)以來就以其良好的力學和電學性能受到了廣泛的關注。研究者們利用雙壁碳納米管（DWCNTs）之間超潤滑的特性，將其運用在振蕩器上，制造頻率超過 GHz的機械振蕩器。本文以DWCNTs為研究對象，使用分子動力學（Molecular Dynamics，MD）方法研究缺陷及預應變對DWCNTs振蕩器性能的影響。研究的內容和主要結論如下：
　　（1）首先，本文在DWCNTs模型上分別對其內外管引入空位缺陷，分析了空位

2、缺陷的數(shù)量、位置分布和排列方式對DWCNTs振蕩器性能的影響。研究結果表明：當空位缺陷分布在 DWCNTs的內管上時，隨著空位缺陷的增加，振幅衰減加快，品質因子（Q-factor，Q值）減小，振蕩頻率升高，主要原因是空位缺陷改變了DWCNTs層間的范德華勢(VDW Potential)的分布以及振蕩過程中發(fā)生的偏心搖擺振蕩使得能量衰減加快；當空位缺陷分布在DWCNTs的外管上時，在一定的數(shù)量范圍內，空位缺陷對Q值的影響并不是特別大。

3、r>　?。?）其次，在公度DWCNTs振蕩器振蕩前，預先對其內管或外管施加預應變，分析室溫下預應變對其振蕩性能的影響。研究結果表明：在室溫下，當公度DWCNTs振蕩器受到拉伸應變時，隨著拉伸應變的增加，公度DWCNTs振蕩器的能量耗散會加快，從而導致振幅衰減越來越快，其性能越來越差；當公度DWCNTs振蕩器受到壓縮預應變時，隨著壓縮應變的增加，公度DWCNTs振蕩器的振幅衰減同樣也越來越快，其性能也越來越差，而在無預應變的時候其振蕩性能

4、最穩(wěn)定。因此，在室溫下生產(chǎn)組裝公度DWCNTs振蕩器時，應該盡可能消除預應變，從而降低對其性能的影響。
　?。?）最后，在非公度DWCNTs振蕩器振蕩前，預先對內管或外管施加應變，研究不同溫度下預應變對非公度DWCNTs振蕩器性能的影響。研究結果表明：在低溫下，當振蕩前對非公度DWCNTs振蕩器施加預應變時，在小應變階段，預應變能提高非公度DWCNTs振蕩器的Q值，改善振蕩器的穩(wěn)定性，隨著應變的繼續(xù)增加，Q值又會逐漸下降。隨著溫度