碳纳米管(CNT)一直被设想用其他材料来填充,以获得更好的强度、弹性和各向同性等性能,从而创造出具有更强耐久性的新材料。本文采用经典分子动力学的方法,模拟研究了碳纳米管(CNT)中嵌入硅纳米线(Si NW)的复合结构Si NW@CNT在张力下的变形行为。首先,将Si NW嵌入CNT进行拉伸,发现其可以提高锯齿型CNT的最大拉伸强度但是降低其最大拉伸形变,而扶手椅型CNT则恰恰相反。另外,Si NW@CNT的最大拉伸应变与CNT的直径几乎没有关系,但是主要与CNT的手性有关。对于中空CNT和Si NW@CNT,拉伸强度都与直径和手性有关,并且直径相对较小,拉伸强度相对较大。其次,还比较了CNT和Si NW@CNT在不同管径以及不同的压缩速率下的压缩特性。研究发现,管径和压缩速率都会对其压缩性能有一定的影响,管径越小,其压缩特性越好,具体表现为最大压缩形变率增加和最大压缩强度的提升;压缩速率越快,其形变率和强度也会有一定的提升;不仅如此,将Si NW嵌入CNT形成的复合结构在同等管径和压缩速率下,其压缩特性会有一定的加强。最后,通过结构分析探索了不同拉伸行为的微观机制,包括径向分布函数,键角分布函数以及多边形缺陷的统计数据。结果表明,由于Si NW和CNT之间的范德华力,在最大拉伸变形下,CNT中的C-C键变得更长,更均匀,这是宏观拉伸行为的变化。此外,已经发现在拉伸断裂之后,CNT主要形成由三角形,五边形和七边形缺陷组成的长链,而Si NW@CNT由于缺乏三角形缺陷而不能形成长链。微观结构上的这些差异可能是因为Si NW@CNT中的C-C键增强导致。以上结果为对于Si NW@CNT结构的理解及其应用研究具有一定的参考价值。