毕业论文-表面缺陷对石墨烯在复合材料的研究.docx

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1、中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）题目：表面缺陷对石墨烯在复合材料中分布行为影响的分子模拟研究学生姓名：学号：专业班级：指导教师：中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）2017年6月18日中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）表面缺陷对石墨烯在复合材料中分布行为影响的分子模拟研究摘要表面缺陷能够改变石墨烯在基体材料中的分布情况，进而影响复合材料的宏观性能。本论文运用分子动力学模拟方法，研究理想石墨烯、自身缺陷石墨烯和表面修饰石墨烯在聚乙烯基体中的分布行为，对比分析不同类型缺陷对石墨烯分布的影响规律。模拟结果表明：理想石墨烯能够在聚乙烯基体中发生聚集现象，且由于石墨

2、烯未重叠区域逐渐减小，聚集速率逐步降低。石墨烯稳定分布后，基体分子能够在石墨烯表面形成界面层，且界面层内分子的运动能力受到抑制；空穴缺陷、线缺陷的引入能够限制模型内原子的运动能力，减弱石墨烯间的相互作用，进而降低石墨烯的聚集速率，但不会改变石墨烯的聚集趋势；表面修饰基团（甲基、羟基和氨基）能够降低体系内原子的运动，增加石墨烯与基体分子的相互作用，同时基团之间的相互“咬合”使石墨烯之间不易发生相对移动，导致表面修饰的石墨烯没有发生聚集现象。关键词：石墨烯；复合材料；自身缺陷；表面修饰；分子模拟中国石油大学（华东）本科毕业设计（论文）MolecularSimulationStudyontheEff

3、ectofSurfaceDefectontheDistributionBehaviorofGrapheneinCompositesAbstractThesurfacedefectscanchangethedistributionofgrapheneinthematrixmaterial,thusaffectingthemacroscopicpropertiesofthecomposites.Inthispaper,themoleculardynamicssimulationmethodwasusedtostudythedistributionbehaviorofidealgraphene,se

4、lf-defectivegrapheneandsurfacemodifiedgrapheneinpolyethylenematrix.Theinfluenceofdifferenttypesofdefectsonthedistributionofgraphenewascomparedandanalyzed.Thesimulationresultsshowthattheidealgraphenecanaccumulateinthepolyethylenematrix,becausethegraphenenon-overlappingregiongraduallydecreases,theaggr

5、egationratedecreasesstepbystep.Aftergraphenewasstable,thematrixmoleculescanforminterfaciallayersonthesurfaceofgraphene,andthemotilityofmoleculesintheinterfacelayerisinhibited.Vacancygraphite,linedefectsgraphitecanlimitthekineticcapacityofatomsinthemodel,weakentheinteractionbetweengraphenes,thusreduc

6、etherateofgrapheneaggregation,butwillnotchangetheaggregatetendencyofgraphene.Thesurfacemodificationgroups(methyl,hydroxylandamino)canreducethemovementofatomsinthesystem,increasingtheinteractionbetweengrapheneandthematrixmolecules,themutual"bite"betweenthegroupsmakesitlesspronetorelativemovementbetwe

7、engraphenes,resultinginsurfacemodificationofgraphenedidnotoccuraggregationphenomenon.Keywords:Graphene;MatrixMaterial;Self-defectiveGraphene;SurfaceModifiedGraphene;MolecularSimulation中国石油大学（华东）本科毕业设计