激光诱导聚酰亚胺碳化的分子动力学模拟

王联甫; 丁烨; 刘豪; 胡成宇; 杨丽诗; 顾海涛; 杨立军

引用本文:	王联甫,丁烨,刘豪,胡成宇,杨丽诗,顾海涛,杨立军.激光诱导聚酰亚胺碳化的分子动力学模拟[J].上海航天（中英文）,2025,42(1):56-67.
	WANG Lianfu,DING Ye,LIU Hao,HU Chengyu,YANG Lishi,GU Haitao,YANG Lijun.Molecular Dynamics Simulation of Laser-induced Carbonization of Polyimide[J].Aerospace Shanghai,2025,42(1):56-67.

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激光诱导聚酰亚胺碳化的分子动力学模拟

王联甫¹，丁烨^1,2，刘豪¹，胡成宇¹，杨丽诗¹，顾海涛⁴，杨立军^1,3

1.哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨 150001;2.哈尔滨工业大学苏州研究院，江苏苏州215104;3.哈尔滨工业大学重庆研究院，重庆 401120;4.上海空间电源研究所，上海 200245

摘要:

激光诱导石墨烯由于其制备便捷，物理化学特性可调节，兼容性强等特点，已被广泛应用于微电子、储能器件和柔性可穿戴设备等领域，获取高质量的激光诱导石墨烯是进一步推广其应用的重要前提。本文重点关注激光诱导石墨烯碳化过程，基于ReaxFF反应力场搭建分子动力学模型，通过调整聚酰亚胺热解的控制参数对碳化过程进行了分析，结合分子构型演变和结晶特性分析研究了石墨烯簇的生长机制。仿真结果表明：提高反应温度或延长反应时间有助于增加产物中六元环的数量。基于仿真结论，应用较高的激光功率，降低扫描速度，制备LIG超级电容器，获得了良好的倍率性能（500 mV·s^-1扫描速率下保持初始容量的70%）和较低的等效串联电阻（52 Ω）。

1.Key Laboratory of Micro-systems and Micro-structure Manufacturing，Ministry of Education，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，Heilongjiang，China;2.Suzhou Research Institute，Harbin Institute of Technology，Suzhou 215104，Jiangsu，China;3.Chongqing Research Institute of HIT，Chongqing 401120，China;4.Shanghai Institute of Space Power-Sources，Shanghai 200245，China