DOI: 10.18698/1812-3368-2016-1-100-110
УДК 539.3
ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ОДНОСЛОЙНОЙ УГЛЕРОДНОЙ НАНОТРУБКИ И ГРАФЕНА
В.С. Зарубин
,
Е.С. Сергеева
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
sergeeva.e.s@outlook.comПредставлены результаты исследования взаимосвязи между упругими харак-
теристиками однослойного графена в предположении его изотропии в плос-
кости шестиугольных ячеек и образованной из графена в виде цилиндриче-
ской оболочки однослойной углеродной нанотрубки в предположении ее транс-
версальной изотропии относительно продольной оси. Приведены полученные
результаты для однослойной углеродной нанотрубки с индексами хираль-
ности (4, 4).
Ключевые слова
:
графен, однослойная углеродная нанотрубка, упругие харак-
теристики, изотропия, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, матрица коэффи-
циентов податливости.
INVESTIGATION OF THE RELATIONSHIP BETWEEN ELASTIC
PROPERTIES OF A SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES
AND GRAPHENE
V.S. Zarubin
,
E.S. Sergeeva
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
sergeeva.e.s@outlook.comThe investigation shows the research results of relationship between elastic properties
of single-layer graphene which is assumed to be isotropic in the plane of hexagonal
cells and a single-walled carbon nanotube formed from graphene as a cylindrical
shell. This nanotube is assumed to have transverse isotropy about the longitudinal
axis. The results for a single-walled carbon nanotube with chirality indices (4, 4) are
given.
Keywords
:
graphene, single-walled carbon nanotube, elastic properties, isotropy,
Young’s modulus, Poisson’s ratio, compliance matrix.
В настоящее время в качестве армирующего материала в компози-
тах широкое применение получили углеродные нанотрубки (УНТ).
Ранние теоретические работы и недавние эксперименты в области
исследования однослойных УНТ (ОУНТ) доказали, что нанотрубки
являются одним из наиболее прочных материалов [1–3]. Данные, по-
лученные для нанотрубок, имеют большой разброс значений. Напри-
мер, модуль Юнга однослойных нанотрубок принадлежит к диапазону
значений 0,22. . . 3,60 ТПа [4–6]. Существуют различные математиче-
ские модели, позволяющие на основе механических свойств нанотру-
бок определить механические свойства армированного ими композита.
Даже при малых концентрациях армирующих элементов упругие ха-
рактеристики композитов значительно улучшаются по сравнению с
100
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2016. № 1