氧官能化诱导最薄二维Ti2C MXene拉伸性能的跨接转变
材料科学
2020-08-17 v1
摘要
过渡金属碳化物/氮化物（MXenes）是一类新兴的二维（2D）材料，具有技术上稳健且可通过平面表面官能化精细调控的性质。本文中，采用基于第一性原理的ReaxFF力场分子动力学（MD）模拟，探究了氧（O-）官能化对最薄二维Ti2C MXene拉伸力学特性的关键作用。结果表明，Ti2C薄片呈现出独特的拉伸力学行为，其显著随O官能化含量与拉伸方向变化。在两个加载方向上，杨氏模量、失效强度与失效应变均出现明显的跨接转变。有趣的是，在扶手椅方向加载下，Ti2C区域发生1T到1T'相的结构转变，该现象已在许多过渡金属硫族化物中观察到。然而，在锯齿形方向应变下，原始与完全O官能化Ti2C薄片分别发生两种不同的结构转变。卸载后，这三种结构转变均可逆，并通过键构型分析得以关键理解。该研究为官能化MXenes的力学行为与结构转变提供了重要见解。
引用
@article{arxiv.2008.06479,
title = {Oxygen Functionalization-induced Crossover in the Tensile Properties of thinnest 2D Ti2C MXene},
author = {Hongzhi Yu and Ke Xu and Zhisen Zhang and Jian Weng and Jianyang Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.06479},
year = {2020}
}