气体环境下双壁碳管振荡器的能量耗散  

作　　者：李健[1] 毕可东[1] 陈敏华[1] 陈云飞[1,2] 

机构地区：[1]东南大学机械工程学院,南京211189 [2]东南大学MEMS教育部重点实验室,南京211189

出　　处：《中国科学（E辑）》2009年第5期942-947,共6页Science in China(Series E)

基　　金：国家重点基础研究发展计划("973"计划)(批准号:2006CB300404);国家自然科学基金(批准号:50676019;50775017);江苏省自然科学基金(批准号:BK2006510);教育部博士点基金(批准号:20050286019)资助项目

摘　　要：采用分子动力学模拟方法,研究了多壁碳纳米管振荡器在气体环境下的振动,讨论了气体密度、环境温度对碳管间摩擦力及振荡频率的影响.模拟结果表明,管间摩擦力随气体密度的增大及环境温度的升高而增大.气体分子的碰撞将导致碳管的晶格变形,从而极大改变碳管间的初始理想匹配状态,导致摩擦力增大;随着温度的升高,碳管原子热振动振幅增大和高能量声子的激发,使得碳管振动的机械能更容易转化为热能而被耗散,导致摩擦力增大.气体密度的增大和环境温度的升高,都将导致振幅衰减加快,振荡频率增大.通过与真空状态下的谐振子相比,气体分子与管壁的碰撞是造成能量耗散的一个主要原因,气体环境的阻尼可能是导致碳管谐振子在工程实际中失效的主要原因,其次,环境温度对谐振子也具有重要的影响,低温工作条件对谐振子是有利的.

关 键 词：多壁碳纳米管 纳米摩擦 振动频率 分子动力学 

分 类 号：TB383.1[一般工业技术—材料科学与工程]