机械剥离过程中石墨晶体结构内能量相互作用的机理分析（英文）

尹力¹，邓钏¹，邓斐²，葛晓陵¹

1. 华东理工大学机械与动力工工程学院2. 重庆交通大学材料科学与工程学院

摘 要：通过分析机械剥离过程中石墨颗粒的厚度方向和横向尺寸分布变化,建立了计算石墨片体与石墨片单层之间能量相互作用的机械模型。表征分析了剥离过程中石墨晶体结构的变化趋势。分别分析计算了石墨片剥落过程中的范德华能、石墨片单层断裂过程中的共价键能、片体以及片单层各自团聚过程中的势能。结果表明,两个石墨片单层之间的范德华力作用是导致片单层团聚的关键因素;随着剥离过程的进行,团聚现象逐渐超过剥离现象。石墨片单层剥离过程中的范德华能是片单层团聚过程中的势能的1/4,并且比石墨块体断裂过程中的共价键能小2个数量级。随着剥离出的石墨片体和片单层数量的增加,由于晶体结构间范德华能的释放而导致团聚现象急剧增加;剥离过程中的库伦能比较微小可以忽略不计。该机械模型对于制备高纵横比和无团聚的石墨片层材料具有重要意义。

关键词：机械剥离;能量相互作用;范德华能;团聚势能;