物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2012年
5期
1077-1084
,共8页
高宇飞%孟庆元%张璐%刘甲秋%荆宇航
高宇飛%孟慶元%張璐%劉甲鞦%荊宇航
고우비%맹경원%장로%류갑추%형우항
氮化硼纳米管%热输运性能%Boltzmann-Peierls声子传输方程%非平衡态分子动力学模拟%声子态密度%量子修正
氮化硼納米管%熱輸運性能%Boltzmann-Peierls聲子傳輸方程%非平衡態分子動力學模擬%聲子態密度%量子脩正
담화붕납미관%열수운성능%Boltzmann-Peierls성자전수방정%비평형태분자동역학모의%성자태밀도%양자수정
采用基于声子散射理论的Boltzmann-Peierls声子传输方程(BTE)和非平衡态分子动力学模拟(NEMD)方法研究了氮化硼纳米管(BNNT)的热输运性能.分析了BNNT的热力耦合效应,通过BTE与NEMD两种方法相结合,分析了温度和长度对BNNT热输运性能的影响,并应用量子修正扩大了NEMD的研究范围.结果表明:随着拉伸或压缩应变的增加,BNNT热输运性能均呈降低的趋势.通过计算声子态密度(PDOS)在理论上分析了以上结果,发现在拉伸状态下,声子模式的变化是决定BNNT热输运性能变化的主要因素；在压缩状态下,热导率变化是由于模型发生明显的屈曲变形引起的.在低温段,BNNT的热输运性能受量子效应影响最初有一个线性增加的过程,当温度超过一定值时,其开始显著地降低；当BNNT长度小于120 nm时,随着长度的增加,其弹道性能逐渐减弱,但仍主要体现为弹道特征,其热导率(K)与长度(L)基本满足K㏄L(α)这一关系.
採用基于聲子散射理論的Boltzmann-Peierls聲子傳輸方程(BTE)和非平衡態分子動力學模擬(NEMD)方法研究瞭氮化硼納米管(BNNT)的熱輸運性能.分析瞭BNNT的熱力耦閤效應,通過BTE與NEMD兩種方法相結閤,分析瞭溫度和長度對BNNT熱輸運性能的影響,併應用量子脩正擴大瞭NEMD的研究範圍.結果錶明:隨著拉伸或壓縮應變的增加,BNNT熱輸運性能均呈降低的趨勢.通過計算聲子態密度(PDOS)在理論上分析瞭以上結果,髮現在拉伸狀態下,聲子模式的變化是決定BNNT熱輸運性能變化的主要因素；在壓縮狀態下,熱導率變化是由于模型髮生明顯的屈麯變形引起的.在低溫段,BNNT的熱輸運性能受量子效應影響最初有一箇線性增加的過程,噹溫度超過一定值時,其開始顯著地降低；噹BNNT長度小于120 nm時,隨著長度的增加,其彈道性能逐漸減弱,但仍主要體現為彈道特徵,其熱導率(K)與長度(L)基本滿足K㏄L(α)這一關繫.
채용기우성자산사이론적Boltzmann-Peierls성자전수방정(BTE)화비평형태분자동역학모의(NEMD)방법연구료담화붕납미관(BNNT)적열수운성능.분석료BNNT적열력우합효응,통과BTE여NEMD량충방법상결합,분석료온도화장도대BNNT열수운성능적영향,병응용양자수정확대료NEMD적연구범위.결과표명:수착랍신혹압축응변적증가,BNNT열수운성능균정강저적추세.통과계산성자태밀도(PDOS)재이론상분석료이상결과,발현재랍신상태하,성자모식적변화시결정BNNT열수운성능변화적주요인소；재압축상태하,열도솔변화시유우모형발생명현적굴곡변형인기적.재저온단,BNNT적열수운성능수양자효응영향최초유일개선성증가적과정,당온도초과일정치시,기개시현저지강저；당BNNT장도소우120 nm시,수착장도적증가,기탄도성능축점감약,단잉주요체현위탄도특정,기열도솔(K)여장도(L)기본만족K㏄L(α)저일관계.
