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高速撞击下碳洋葱状结构的动力学与结构转变

材料科学 2021-09-15 v1

摘要

碳纳米洋葱(CNO)是多壳富勒烯。本工作中,我们使用全原子反应型(ReaxFF)分子动力学模拟,研究 CNO 结构在高速撞击固定刚性基底时的动力学与结构转变。我们考虑了单壳与多壳 CNO(最多六壳)以及不同撞击速度(从 2 到 7 Km/s)。结果表明 CNO 撞击后形成三种机制:轻微变形的 CNO(准弹性碰撞,低于 2.0 Km/s)、坍塌的 CNO(非弹性碰撞,介于 3.0 与 5.0 Km/s 之间)形成类金刚石核,以及碎裂的 CNO 产生线性原子碳链(高于 5.0 Km/s)。我们还讨论了碰撞过程中碳-碳键的动力学重排。CNO 对基底的撞击在所有使用的初速度下均产生了 sp3sp^3 型键。在中速(介于 3.0 与 5.0 Km/s 之间),非弹性碰撞通过将大量 sp2sp^2 键转化为 sp3sp^3 键而形成类金刚石核。在高速机制下,sp1sp^1sp2sp^2sp3sp^3 键的总数趋于相近。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.06834,
  title  = {Dynamics and Structural Transformations of Carbon Onion-Like under High-Velocity Impacts},
  author = {M. L. Pereira Júnior and W. F. da Cunha and R. T. de Sousa Júnior and G. D. Amvame Nzeb and D. S. Galvão and L. A. Ribeiro Júnior},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06834},
  year   = {2021}
}

备注

18 pages and 07 figures