申请/专利权人：浙江科技学院

申请日：2023-11-23

公开（公告）日：2024-02-27

公开（公告）号：CN117612648A

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G16C10/00

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.02.27#公开

摘要：本发明公开了一种主动控制Gr‑hBN界面中裂纹传递路径的设计方法，属于二维材料技术领域，包括构建Gr‑hBN平面异质结；在Gr‑hBN平面异质结的界面区域创建圆形缺陷；引入CNTs，Gr‑hBN平面异质结界面中的缺口边缘与CNTs相连接，形成Gr‑hBN‑CNTs结构；调整CNTs位置，建立不同高度CNTs高度的Gr‑hBN‑CNTs结构；计算Gr‑hBN‑CNTs结构裂纹尖端附近的归一化应力强度因子和归一化能量释放率；计算Gr‑hBN‑CNTs裂纹偏转角度。本发明采用上述一种主动控制Gr‑hBN界面中裂纹传递路径的设计方法，CNTs的存在诱导了Gr‑hBN平面异质结裂纹传递路径的变化，提高了Gr‑hBN平面异质结临界强度因子和能量释放率，达到改善Gr‑hBN平面异质结的界面韧性的目的。

主权项：1.一种主动控制Gr-hBN界面中裂纹传递路径的设计方法，其特征在于，步骤包括：S1、基于分子动力学软件建立石墨烯Gr模型和六方氮化硼h-BN模型，计算Gr和h-BN晶格参数的最小公倍数，确定构造的Gr-hBN平面异质结的晶胞尺寸，对Gr扩胞，h-BN进行扩胞；S2、将扩胞后的Gr模型与h-BN进行平面拼接，形成Gr-hBN平面异质结，Gr模型与h-BN进行平面拼接的区域为Gr-hBN平面异质结的界面；S3、在Gr-hBN平面异质结的界面区域创建圆形缺陷，形成含缺陷的Gr-hBN平面异质结；S4、将碳纳米管CNTs引入到Gr-hBN平面异质结的界面区域，Gr-hBN平面异质结界面中的缺口边缘与CNTs相连接，形成Gr-hBN-CNTs模型结构；S5、以Gr-hBN平面异质结为Z方向的0点，位于Gr-hBN平面异质结Z轴上方的为CNTs的高度，调整CNTs位置，建立不同CNTs高度的Gr-hBN-CNTs模型结构；S6、对Gr-hBN-CNTs中的碳C、氮N和硼B三类原子进行命名，得到CNTs和纳米孔周围的原子键长；S7、Gr-hBN-CNTs模型为周期性边界，通过Verlet算法对当前模拟中的原子轨迹进行积分，采用Nosé-Hoover方法控制温度，并在NPT系统中弛豫100ps，系统达到平衡状态后，施加应变率进行拉伸模拟；S8、计算Gr-hBN-CNTs模型归一化应力强度因子和归一化能量释放率；S9、以Gr-hBN平面异质结的长度方向为X轴，Gr-hBN-CNTs模型界面中裂纹传递路径与X轴呈现一定的角度，计算Gr-hBN-CNTs模型裂纹偏转角度，评估模型的界面韧性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江科技学院 一种主动控制Gr-hBN界面中裂纹传递路径的设计方法

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