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一种基于分子动力学理论的氧化石墨烯/C-S-H凝胶复合材料的智能设计方法技术

技术编号:26261230 阅读:75 留言:0更新日期:2020-11-06 17:58
本发明专利技术涉及本发明专利技术公开了一种基于分子动力学理论的氧化石墨烯/水化硅酸钙(C‑S‑H)凝胶复合材料的智能设计方法。通过分子动力学计算,能够量化氧化石墨烯/C‑S‑H纳米复合材料的结构、动力学和力学性能,而结构参数改变时,其复合材料相应的各性能的演变亦能够迅速得到,且能够从原子尺度刨析结构和性能之间的内在联系,基于此,能够达到迅速有效、低成本材料定向设计的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分子动力学理论的氧化石墨烯/C-S-H凝胶复合材料的智能设计方法
本专利技术涉及一种基于分子动力学理论的氧化石墨烯/C-S-H凝胶复合材料的智能设计方法,属于建筑材料领域。
技术介绍
水泥混凝土是建造公路、桥梁、住宅、隧道等的主要材料。目前传统的水泥不能满足不同环境下的使用要求。面对传统水泥混凝土强度低、延性和耐久性差的问题,发现通过内掺氧化石墨烯能够极大提升混凝土的韧性和抗开裂能力。在水泥基材料搅拌的过程中,可将氧化石墨烯掺入,让其充分分散且参与水泥水化与水泥水化产物相互作用。通过上述方法,水泥基材料的强度和韧性都有显著的提升。但是,目前其工程应用极少,除了成本原因外,对氧化石墨烯掺杂机理理解的缺乏是一个关键因素,这导致水泥基材料配合比的选择,氧化石墨烯片尺寸、官能团等调控都较为盲目。而限制理解纳米掺杂机理的主要因素和实验检测设备的局限有关,当前的实验检测手段难以从本质上(原子尺度)揭示实验参数和材料性能的本质联系,导致实验上配合比设计费事费力,且难以取得突破性进展。对于原子尺度的研究,分子动力学理论可提供有力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分子动力学理论的氧化石墨烯/C-S-H凝胶复合材料的智能设计方法,其特征在于,设计方法基于分子动力学理论,力场为经验力场;模型由两部分组成:C-S-H凝胶和氧化石墨烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分子动力学理论的氧化石墨烯/C-S-H凝胶复合材料的智能设计方法,其特征在于,设计方法基于分子动力学理论,力场为经验力场;模型由两部分组成:C-S-H凝胶和氧化石墨烯。


2.根据权利要求1所述的基于分子动力学理论的氧化石墨烯/C-S-H凝胶复合材料的智能设计方法,其特征在于,所述的分子动力学理论为基于牛顿经典力学的经典分子动力学。


3.根据权利要求1所述的基于分子动力学理论的氧化石墨烯/C-S-H凝胶复合材料的智能设计方法,其特征在于,所述的力场的基本形式如公式1所示:
Etotal=Ebond+Eangle+Etorsion+Evdw+Ecoul公式1



上述式中,Etotal代表体系的总能量;Ebond表示所有成键原子间的相互作用势能;Eangle表示分子中所有键角对体系能量的贡献;Etorsion代表结构的扭曲势,表示旋转时的能量变化;计算方式皆采用谐振子模型,最后两项为非键项,分别为范德华势能Evdw和库仑势能Ecoul,分别通过12-6Lennard-Jones公式和电荷间库伦公式计算,如公式2所示;其中,q代表原子的电荷数,r表示原子之间的距离,ε和σ分别代表能量井深和原子直径,ε0为真空介电常数。...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋金洋卢立群张宇王立国王凤娟
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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