Thermal stability and mechanical properties of phosphorene nanotubes
Abstract
本文采用分子动力学方法系统研究了扶手椅型和锯齿型磷烯纳米管的热稳定性与力学特性。热稳定性研究表明，两类纳米管在室温以上均可稳定存在，临界温度分别为390 K（扶手椅型）和320 K（锯齿型）,扶手椅型磷烯纳米管具有更好的稳定性。力学分析表明，两种手型纳米管的拉伸与压缩模量均呈现显著各向异性，并与二维磷烯相应取向上的弹性特性基本一致。温度升高显著降低磷烯纳米管的拉伸性能，从50 K升至300 K，两类纳米管的断裂强度下降约50%，断裂应变下降55%-60%。相比之下，磷烯纳米管的压缩性能受温度影响程度较弱，但锯齿型纳米管的屈曲性能在300 K（接近其热稳定极限）时急剧下降，此时两类纳米管的失效机制不同：扶手椅型是由局部屈曲主导的结构失稳，锯齿型则是以局部压溃主导的材料失效。相较未卷曲的二维磷烯，几何曲率引起的预应变效应削弱了磷烯纳米管的轴向抗拉伸能力，同时其屈曲应变也普遍降低，但屈曲强度因环向约束的“加固”效应反而增大。
Fields of Study & Subjects
2D Materials and Applications
Graphene research and applications
Boron and Carbon Nanomaterials Research
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 12
- Publication date
- 1 January 2026
- Language
- ZH