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Atomic simulation of nanoparticles and polyethylene-nanodiamond composites.

机译：纳米粒子和聚乙烯-纳米金刚石复合材料的原子模拟。

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摘要

We examine the size and surface orientation/principal axis dependent stability of nanodiamonds and nanorods. We find that the nanodiamonds and nanorods are thermally stable at nanoscale; however, the (001) surface will tend to form dimers, and the (111) surface will buckify to reduce system energy when diameter is less than 2 nm. We also notice that the octahedra is the most stable morphology in all the carbon particles we studied, and the nanorods with the combination of 001> and (011), 011> and (111), and 011> and (001)/(111) are the stable nanorod structures. The MD simulation on glass transition and elastic properties of polyethylene-nanodiamond composites are also carried out in our studies. The results on glass transition show that the transition is a second order phase transition mainly associated with the change in torsional and non-bond interactions. The results on elastic properties indicate that the effect of nanoparticles on polymer composites is mainly determined by the equivalent time scale movement of nanoparticles and polymer chains, which can be improved by either equivalent size scale of nanoparticles and polymer chains or increasing interface interaction, such as chemical bonds at surface. The addition of nanoparticles usually increases the composite density; however, it doesn't necessarily increase the density of polymer matrix.
机译：我们研究了纳米金刚石和纳米棒的尺寸和表面取向/主轴依赖性。我们发现纳米金刚石和纳米棒在纳米级是热稳定的。但是，当直径小于2 nm时，（001）表面将趋于形成二聚体，（111）表面将发生褶皱，从而降低系统能量。我们还注意到八面体是我们研究的所有碳颗粒中最稳定的形态，纳米棒结合了<001>和（011），<011>和（111），<011>和（001） /（111）是稳定的纳米棒结构。在我们的研究中还对聚乙烯-纳米金刚石复合材料的玻璃化转变和弹性性能进行了MD模拟。玻璃化转变的结果表明，该转变是二级相变，主要与扭转和非键相互作用的变化有关。弹性性能的结果表明，纳米颗粒对聚合物复合材料的影响主要取决于纳米颗粒和聚合物链的等效时间尺度运动，而纳米颗粒和聚合物链的等效大小尺度或增加的界面相互作用可以改善纳米颗粒对聚合物复合材料的影响。表面化学键。纳米粒子的添加通常会增加复合材料的密度。但是，它并不一定会增加聚合物基质的密度。

著录项

  • 作者

    Hu, Zushou.;

  • 作者单位

    North Carolina State University.;

  • 授予单位 North Carolina State University.;
  • 学科 Engineering Materials Science.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2009
  • 页码 160 p.
  • 总页数 160
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 工程材料学;
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