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摘要
宏观氧化石墨烯膜由多层氧化石墨烯组成，其法向拉伸和层间剪切性能远比面内性能低.论文视多层氧化石墨烯为一种特殊的三维正交各向异性材料——横观各向同性材料，通过建立羟基和环氧基在石墨烯表面随机分布的多层氧化石墨烯三维模型，采用分子动力学方法模拟多层氧化石墨烯的面内拉伸、法向拉伸和层间剪切行为，得到了多层氧化石墨烯材料的全部五个独立弹性常数E2、E3、μ12、μ32和G23,进而确定了三维弹性矩阵(柔度矩阵和刚度矩阵),并进一步分析了氧化度对弹性常数和强度的影响规律.结果表明：随着氧化度R逐步增大，多层氧化石墨烯面内杨氏模量E2和拉伸强度σ2max逐步降低，法向杨氏模量E3和拉伸强度σ3max、层间剪切模量G23和剪切强度τ23max均逐步增大，而对泊松比的影响较小；面内拉伸断裂位置由氧化基团(羟基和羧基)与碳原子结合键能大小所决定，氢键数量是影响层间性能的重要原因.
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