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[交流] 微納米的同學(xué)來(lái)討論下納米材料表面彈性常量的正負(fù)問題吧~

看了幾篇關(guān)于納米板和梁的論文之后，發(fā)現(xiàn)在數(shù)值算例的部分，很多人對(duì)表面彈性常量的賦值都是負(fù)數(shù)

還有的文獻(xiàn)直接說(shuō)這個(gè)表面材料的彈性常數(shù)是可正可負(fù)的：

我知道納米板或者納米薄膜與宏觀的相同物質(zhì)結(jié)構(gòu)相比會(huì)變軟或者變硬，也有很多人用理論模型或者原子模擬等方法研究這種表面的變軟和變硬。但是對(duì)于負(fù)值的問題都是直接拿來(lái)用的，沒有人解釋為什么彈性常量會(huì)是負(fù)值。

我查了一下，最早引用負(fù)值的文獻(xiàn)是在G等人發(fā)展表面彈性理論的paper里面，后面很多人都引用他的這組數(shù)據(jù)：
看下，就是我標(biāo)黃的那個(gè)-8，這是個(gè)1978的文獻(xiàn)，

在這篇paper中，他明確說(shuō)了各個(gè)量的含義，就是表面彈性常量，一開始我還理解為是不是代表表面彈性常量與體的彈性產(chǎn)量的一個(gè)差值，負(fù)值就是說(shuō)明表面比體的小，表示表面變軟，正值就代表比體的大，說(shuō)明表面變硬。但是追溯到G等人的表面彈性理論的paper發(fā)現(xiàn)對(duì)表面拉梅常量的定義里沒有說(shuō)明差值的問題。而1978的文獻(xiàn)中對(duì)這組數(shù)據(jù)的引用也是另一個(gè)paper里面的結(jié)果：

但是對(duì)于這個(gè)標(biāo)號(hào)【19】的文獻(xiàn)我沒能找到。

但是這組負(fù)值的數(shù)據(jù)真的被后來(lái)很多paper引用，但都沒有解釋為什么是負(fù)數(shù)，希望有理解這個(gè)問題的同學(xué)，給我一些指導(dǎo)，謝謝了！

微納米的同學(xué)來(lái)討論下納米材料表面彈性常量的正負(fù)問題吧~

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微納米的同學(xué)來(lái)討論下納米材料表面彈性常量的正負(fù)問題吧~-1

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微納米的同學(xué)來(lái)討論下納米材料表面彈性常量的正負(fù)問題吧~-2

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微納米的同學(xué)來(lái)討論下納米材料表面彈性常量的正負(fù)問題吧~-3

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3樓2014-02-13 14:38:18

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2樓2014-02-13 09:21:05

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3樓: Originally posted by ledlau at 2014-02-13 14:38:18
幫頂！
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應(yīng)該會(huì)有高手解答吧。。。

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4樓2014-02-13 15:12:46

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會(huì)飛的泡123: 金幣+1, 謝謝你哦，這個(gè)問題算是困擾我好久了吧。。。。 2014-02-15 08:45:30

我記得確實(shí)有些超彈性材料會(huì)有這個(gè)問題，就是表面在應(yīng)力作用下表現(xiàn)出"順從"外力而非普遍的“對(duì)抗”外力的趨勢(shì)。這種情況一般好像是多見于材料表面，因?yàn)楸砻嬗心芰�。比如一個(gè)納米薄膜，一旦表面有一定的應(yīng)力，外力作用下這種表面應(yīng)力可能會(huì)“助長(zhǎng)”外力的效果，導(dǎo)致更大的變形。表現(xiàn)到實(shí)驗(yàn)中就是負(fù)的楊氏模量。這是我個(gè)人的理解，歡迎大神們指點(diǎn)。

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5樓2014-02-14 13:50:49

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我看了一點(diǎn)表面應(yīng)力方面的文獻(xiàn)，結(jié)果看了一點(diǎn)點(diǎn)就看不下去了。　佩服下樓主��！

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6樓2014-02-14 23:43:10

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7樓2014-02-14 23:54:45

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6樓: Originally posted by btx97 at 2014-02-14 23:43:10
我看了一點(diǎn)表面應(yīng)力方面的文獻(xiàn)，結(jié)果看了一點(diǎn)點(diǎn)就看不下去了�！∨宸聵侵鳎�！

我也是被逼的沒辦法看啊。。

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9樓2014-02-15 08:45:03

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7樓: Originally posted by userhung at 2014-02-14 23:54:45
幫頂，blessing, blessing, blessing ! ~~~

謝謝哦

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10樓2014-02-15 08:48:10

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個(gè)人覺得納米材料表面/界面的性質(zhì) 這一塊本身就具有爭(zhēng)議，我看過文章是正負(fù)都討論的。比如納米壓電材料的表面壓電應(yīng)變常數(shù)。因?yàn)闆]有文獻(xiàn)提供是正是負(fù)，有人就正負(fù)都去討論了一下，定性地去得到不同的規(guī)律。對(duì)于彈性納米材料，我見過更多的是把表面作為一相相對(duì)較硬的材料。5L說(shuō)超彈材料表面效應(yīng)會(huì)讓材料變得更軟，所以是負(fù)值。表面應(yīng)力本身就是用來(lái)簡(jiǎn)化模擬表面相真實(shí)性質(zhì)的一個(gè)手段，表面的性質(zhì)可能也因體材料的不同而不同吧。

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11樓2014-02-17 14:44:24

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引用回帖:

11樓: Originally posted by Silver_SY at 2014-02-17 14:44:24
個(gè)人覺得納米材料表面/界面的性質(zhì) 這一塊本身就具有爭(zhēng)議，我看過文章是正負(fù)都討論的。比如納米壓電材料的表面壓電應(yīng)變常數(shù)。因?yàn)闆]有文獻(xiàn)提供是正是負(fù)，有人就正負(fù)都去討論了一下，定性地去得到不同的規(guī)律。對(duì)于彈性 ...

最近跟國(guó)外一個(gè)討論它是負(fù)值的教授交流了一下，他給我的解釋是表面彈性常量本質(zhì)是表面能的曲率……我現(xiàn)在還在研究他的解釋…

[ 發(fā)自手機(jī)版 http://www.gaoyang168.com/3g ]

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12樓2014-02-18 08:47:36

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LoogCat

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讓我來(lái)終結(jié)這個(gè)問題吧！
表面彈性是負(fù)值源于表面建模理論的一個(gè)假設(shè)——“0厚度膜”。表面層是一個(gè)無(wú)厚度的膜(或殼)，表面對(duì)結(jié)構(gòu)的影響通過膜的性質(zhì)體現(xiàn)出來(lái)。我們需要注意的是，本體的影響并沒有發(fā)生任何變化，只是在表面“附加”一層膜。這樣的假設(shè)使得模型中的表面參數(shù)實(shí)際上是這個(gè)附加的膜的參數(shù)。盡管這個(gè)參數(shù)被用于納米結(jié)構(gòu)行為描述時(shí)是有效的，但它并不反應(yīng)真實(shí)的表面特性，它反應(yīng)的是表面層在完美晶格和自由表面之間的性質(zhì)差異。在進(jìn)行分子模擬的時(shí)候，具備完整晶格的系統(tǒng)的能量被設(shè)定為零。這表明，能量也是以完美晶格為參照的。如果模型中表面層的彈性參數(shù)是正定的，那么必然導(dǎo)致整體的剛度增加，在物理上只能表現(xiàn)為表面硬化；這和觀測(cè)到表面軟化的物理事實(shí)不符。所以說(shuō)，膜化的表面理論才是導(dǎo)致表面彈性模量不正定的根本原因。

————以上摘自本人未發(fā)表文章，請(qǐng)勿抄襲！

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13樓2014-03-12 11:11:27

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