缺陷对石墨烯摩擦性能影响的分子动力学研究

作     者：王玉娟 李志翔 毕可东 杨决宽 陈云飞 WANG Yujuan LI Zhixiang BI Kedong YANG Juekuan CHEN Yunfei

作者机构：东南大学机械工程学院南京211189 江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2016年第36卷第5期

页      面：599-605页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080101[工学-一般力学与力学基础] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51345012)资助 

主　　题：分子动力学 空位缺陷石墨烯 Stone-Wales(SW)型缺陷石墨烯 摩擦力 

摘      要：采用分子动力学方法模拟硅探针在空位缺陷和Stone-Wales(SW)缺陷石墨烯上的滑移过程,研究空位缺陷和SW缺陷对石墨烯摩擦力的影响.研究结果表明:两种缺陷石墨烯摩擦力大于完美石墨烯,空位缺陷使石墨烯界面势垒增大导致能量耗散增加,摩擦力增大;SW缺陷使石墨烯表面形成凸起,阻碍探针滑移,摩擦力增大.空位缺陷石墨烯平均摩擦力随缺陷浓度的增加而增加,Y向空位缺陷石墨烯平均摩擦力大于X向,这都是由空位陷处能量势垒和缺陷与探针切向作用距离共同决定的.SW2型缺陷石墨烯摩擦力大于SW1型,X向SW2型缺陷石墨烯摩擦力大于Y向SW2型,因为存在相邻五边形碳原子环结构的石墨烯表面更容易产生凸起,摩擦力较大.以上研究结果完善了缺陷石墨烯的摩擦机制,对设计和开发石墨烯微纳器件提够了理论依据和指导.