【摘 要】
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鼓泡法是一种简单有效的测试薄膜力学性能的方法,目前已成功用于测量二维纳米材料的弹性模量、界面吸附和界面剪切性能。以往的鼓泡分析模型通常是基于Hencky解建立的,由于Hencky解采用了周边夹紧条件而抑制了石墨烯片的径向滑移,因此给出的鼓泡高度偏低且无法给出鼓泡之外区域的应力、应变分布。为此,本文舍弃周边夹紧条件,利用拉梅解推导了修正的Hencky解,该修正解能够更准确地描述鼓泡形貌,而且能够解析
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鼓泡法是一种简单有效的测试薄膜力学性能的方法,目前已成功用于测量二维纳米材料的弹性模量、界面吸附和界面剪切性能。以往的鼓泡分析模型通常是基于Hencky解建立的,由于Hencky解采用了周边夹紧条件而抑制了石墨烯片的径向滑移,因此给出的鼓泡高度偏低且无法给出鼓泡之外区域的应力、应变分布。为此,本文舍弃周边夹紧条件,利用拉梅解推导了修正的Hencky解,该修正解能够更准确地描述鼓泡形貌,而且能够解析地描述鼓泡和鼓泡之外区域的应力、应变分布。为了验证修正Hencky解的正确性,我们建立了能够准确模拟压强的虚假气体分子模型,并利用该模型在纳米尺度和微米尺度实现了石墨烯鼓泡的定量模拟,模拟结果表明,修正的Hencky解能够考虑石墨烯的径向滑移,给出更加准确的结果。进一步,基于修正的Hencky解,我们重新推导了鼓泡测试分析模型,结合鼓泡实验,对石墨烯的模量、石墨烯与SiO2基底间的吸附能予以修正,发现基于修正Hencky解的鼓泡模型能够更合理地分析实验结果。
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