基于分子力学与线弹性理论的文石墨层σ键对裂纹扩展的影响及预测研究

一、绪论

1.1研究背景与意义

碳纳米管作为一种新型的纳米材料，自从1991年被饭岛澄男发现以来，凭借其独特的结构和优异的性能，在物理、化学、材料、电子、光学等众多领域展现出了巨大的应用潜力，成为了材料科学领域多年的研究热点之一。碳纳米管是由单层或多层石墨片围绕中心轴按一定螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管，其径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米量级，这种特殊的准一维量子结构赋予了碳纳米管一系列优异的性能。

在力学性能方面，碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性。理论计算表明，碳纳米管的强度可达钢的100倍，而密度却只有钢的1/