|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ
Молекулярно-динамическое исследование механических свойств кристалла платины, армированного углеродной нанотрубкой при одноосном растяжении
У. И. Янковскаяa, М. Д. Старостенковb, П. В. Захаровc a Алтайский государственный медицинский университет,
Россия, 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 40
b Алтайский технологический университет им. Ползунова,
Россия, 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46
c Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,
Россия, 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29
Аннотация:
В этой статье рассматриваются механические свойства платины, армированной углеродной нанотрубкой (УНТ), в условиях одноосной растягивающей нагрузки посредством метода молекулярной динамики. Обзор текущих расчетных и экспериментальных исследований подчеркивает преимущества композитов, армированных углеродными нанотрубками с структурной точки зрения. Однако количественные и качественные исследования влияния углеродной нанотрубки на улучшения свойств композитов все еще редки. Выбор композита обусловлен перспективой применения платиновых сплавов во многих сферах, где они могут подвергаться механическим воздействиям, в том числе и в био-совместимых системах. Армирование платины (Pt) с помощью УНТ может обеспечить дополнительные возможности для вживления имплантатов и при этом достичь требуемых механических характеристик.
Структура композита состояла из кристалла Pt с гранецентрированной кубической решеткой с постоянной 3,92 Å и углеродной нанотрубки. Матрица кристалла платины имеет форму куба с размерами 43,1541Å $\times$ 43,1541Å $\times$ 43,1541Å. Размер отверстия в середине платиновой матрицы определяется радиусом углеродной нанотрубки типа «зигзаг» (8,0), который составляет 2,6 Å. Углеродная нанотрубка помещается в отверстие радиусом 4,2 Å. При таких параметрах взаимной конфигурации наблюдался минимум энергии взаимодействия. Рассматриваемая модель содержит 320 атомов углерода и 5181 атом платины. Объемная доля углерода в композите Pt-C составляет 5,8 %. На первом этапе исследования производились анализ влияния скорости деформации на соотношение «напряжение-деформация» и изменение энергии в процессе одноосного растяжения композита Pt-C.
Анализ влияния скорости деформации показал, что предел текучести при растяжении увеличивается с увеличением скоростей деформации, а модуль упругости имеет, скорее, тенденцию к уменьшению при увеличении скорости деформации. Данная работа также демонстрирует, что по сравнению с чистой платиной модуль Юнга увеличился на 40 % для Pt-C, а эластичность композита меньше на 42,3 %. В целом подробно рассмотрены механизмы разрушения, включая пластическую деформацию в атомистическом масштабе.
Ключевые слова:
метод молекулярной динамики, механические свойства, углеродная нанотрубка, армирование, композит.
Поступила в редакцию: 11.04.2022 Исправленный вариант: 26.07.2022 Принята в печать: 09.08.2022
Образец цитирования:
У. И. Янковская, М. Д. Старостенков, П. В. Захаров, “Молекулярно-динамическое исследование механических свойств кристалла платины, армированного углеродной нанотрубкой при одноосном растяжении”, Компьютерные исследования и моделирование, 14:5 (2022), 1069–1080
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm1018 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v14/i5/p1069
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 67 | PDF полного текста: | 15 | Список литературы: | 23 |
|