1、納米線以及碳納米管基復合材料等多功能材料在最近幾年已經引起人們廣泛的興趣，主要由于其在納米機械結構和納米電子器件上潛在的應用價值以及它們獨特的力學、磁學、光學和電學性質上。尤其在力學性質上，納米線表現出相當大的屈服應力和楊氏模量，是將來作為納米器件以及功能元件的重要選擇。因此，深入研究納米線及其復合材料的力學性能和特點具有重要的意義。雖然隨著更先進的探測儀器的出現，近幾年納米科學技術有了突飛猛進的發(fā)展。比如，人們可以看到并且操縱原子。但

2、是有很多領域的研究還不夠完善，需要我們去深入地探究。本文采用計算機模擬方法，對納米線及其復合材料的拉伸及壓縮的力學性能作了研究，進一步理解了這類納米線材料的變形機理，并希望通過這樣的手段尋找出性能更優(yōu)越的納米線材料。 本文主要采用了基于分子動力學的模擬退火，能量最小化以及基于第一性原理的密度泛函(DFD的方法對碳、Ni-Al合金、以及單質銅進行優(yōu)化并且得到穩(wěn)定的納米線結構，這種束縛在納米管中的材料經過優(yōu)化后呈現出奇異的螺旋形或者

3、多壁的結構。通過對這類納米線材料進行力學性質的測量，得到諸如應力-應變曲線、應變-應變能曲線、以及最大承受載荷和楊氏模量等。模擬結果表明：超細碳納米線表現出很好的超塑性特點，其中最大應變量可達到245％，使原來的螺旋形結構完全拉伸成為單原子鏈。但這種超塑性現象并不存在于所有碳納米線中，隨著直徑的增大，碳納米線的超塑性便會消失。在拉伸碳納米線嵌入碳納米管復合材料的過程中，碳管首先發(fā)生斷裂，組成納米線的碳原子與碳納米管壁結合，最終形成納米橋

4、結構。Ni-Al納米線在拉伸過程中，外層部分原子向內部滑移，導致半徑減小并形成縮頸現象，并且縮頸處出現原子層的增加。－Ni-Al納米線的楊氏模量與組分和不同原子分布有關。在模擬銅納米線裝入碳納米管的壓縮過程中，發(fā)現銅原子的加入能夠有效提高碳納米管的穩(wěn)定性和最大承受載荷。但是這種提高是有條件的，依賴于該材料的縱橫比。當縱橫比小于一定值時，銅，納米線的加入對碳納米管起到增強作用，當超出這個值時，這種納米復合材料可以被看作為一維長桿，其穩(wěn)定性