مرکز منطقه ای اطلاع رساني علوم و فناوري - مطالعه رفتار تنش-كرنش ساختار پلي‌كريستال كاربيد بورِ داراي ترك، در حضور متوقف كننده ترك و در شرايط دمايي مختلف، به روش ديناميك مولكولي

چكيده فارسي :

ساختارهاي دو بعدي بر پايه‌ي اتم كربن مانند گرافن، كربن نيتريد (C3N) و كاربيد بور (BC3)، داراي خصوصيات مكانيكي و حرارتي قابل توجهي هستند. در اين مقاله، تأثير ترك، متوقف كننده‌ي ترك و دما بر خواص مكانيكي ساختار پلي‌كريستال كاربيد بور با استفاده از مدلسازي ديناميك مولكولي مورد بررسي قرار گرفت. درك عملكرد نانوصفحات كاربيد بور در حضور ترك كه از آن به عنوان منبع اصلي تمركز تنش ياد مي‌شود، به عنوان يك فرآيند مهم تعريف مي‌شود. با اين هدف و با استفاده از پتانسيل ترسوف و شرايط مرزي دوره‌اي، اثر وجود ترك با طول 5 آنگستروم، متوقف كننده‌ي ترك با فاصله‌هاي 2 و 4 آنگستروم از لبه‌ي ترك و دماهاي مختلف مورد تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد كه افزايش دما در حضور و عدم حضور ترك در ساختار كاربيد بور، باعث كاهش مقدار خواص مكانيكي مي‌شود. مدول يانگ ساختار بدون نقص (C0-D0) و ساختار با حضور متوقف كننده‌هاي ترك با دو فاصله‌ي 2 (C5-D2) و 4 (C5-D4) آنگستروم از ترك به ترتيب %21/17، %12/42 و %84/47 كاهش يافت. اين روند نزولي براي خواص مكانيكي تنش و كرنش در نقطه‌ي شكست نيز مشاهده شد. علاوه بر اين، خواص مكانيكي C5-D2 بالاتر از C5-D4 گزارش شد كه بيانگر آن است ترك در اين ساختار انرژي بيشتري را صرف شكست كرده است و باعث افزايش مقاومت ساختار مورد بررسي شده است.