近十几年来,关于碳的低维同素异形体及其衍生物的研究开展的很多,研究表明,其中很多材料具有优异的物理、电子和热学性能,应用前景广泛。五边形石墨烯是近年来提出的一种新的二维纳米材料,它完全由碳五元环组成,是一种相对稳定的碳的同素异形体。五边形石墨烯独特的原子组态,使得其具有负泊松比效应,可媲美石墨烯的超高力学强度,准直接带隙等优异性能。据报道,五边形石墨烯带隙可调,具有高机械强度,热稳定性好,官能化后可以改善导热率,调节电子性能等,但关于五边形石墨烯的力学性能及其影响因素的研究还较少,亟待补充。本课题使用分子动力学模拟法,模拟了五边形石墨烯和官能化后的五边形石墨烯的拉伸变形过程,并分析了其内在的变形机制,主要的工作如下:1.研究五边形石墨烯的拉伸力学行为以及应变率与温度的影响。模拟结果表明,不同于石墨烯的脆性断裂,五边形石墨烯在拉伸过程中存在塑性行为,其本质上源于不可逆的五边形到多边形结构转变。五边形石墨烯的杨氏模量、屈服应力和应变等力学性能指标较石墨烯均有所下降。较高的拉伸应变率通常导致较低的杨氏模量,但可导致屈服强度和应变、极限强度和应变增加。随着应变率增大,模型碳键断裂重组的过程缩短,局部变形发生点增多,碳环转化率降低。五边形石墨烯的熔点略低于石墨烯,温度和外部荷载都能诱发碳五元环向碳多元环的转化。在不同温度下进行单轴拉伸试验发现,随着温度的升高,五边形石墨烯的屈服应力、屈服应变和杨氏模量均有下降。2.研究官能化对五边形石墨烯力学性能的调控作用。模拟结果表明,完全氢化的五边形石墨烯表现出脆性断裂特征,并且在拉伸荷载下不经历碳环结构转变,而具有较低氢化率的五边形石墨烯具有与完美五边形石墨烯相似的塑性变形特征。环氧基化与羟基化的五边形石墨烯均表现为脆性断裂,变形过程中没有碳环的转化。氢化、环氧基化与羟基化均能提高五边形石墨烯的屈服应力与应变,但杨氏模量有所降低。