شبیه سازی اتمی بررسی اثر قطر، تعداد دیواره،فاصله بین لایه ای و دما بر روی خواص مکانیکی نانولوله های چند جداره نیترید بور

محورهای موضوعی : مکانیک خزش، خستگی و شکست

محمدرضا مصطفایی علایی ¹ , عبدالحسین فریدون ² , مسعود درویش گنجی ³

1 - دانشجو
2 - استاد
3 - دانشجو

تاریخ دریافت : 1394/05/20 تاریخ پذیرش : 1394/05/25 تاریخ انتشار : 1391/12/01

کلید واژه: خواص مکانیکی, شبیه سازی دینامیک ملکولی, مدول یانگ, نانولوله های نیترید بور چندجداره,

چکیده مقاله :

به کمک استفاده از شبیه سازی دینامیک ملکولی، خواص مکانیکی نانولوله های تک جداره،دوجداره و سه جداره نیترید بور محاسبه شده است. اثر قطر،کایرالیتی،فاصله بین لایه‌ای و دما بر روی خواص مکانیکی مجموعه مدنظر تخمین زده شده است.نتایج نشان می دهد که نانولوله های نیترید بور زیگزاگ مستحکم تر از نوع آرمیچر در محدوده قطر مشابه هستند.همچنین مدول یانگ هر دو نوع نانولوله دوجداره و سه جداره نیترید بور با افزایش قطر،افزایش می‌یابد..علاوه بر این مدول یانگ نانولوله های نیترید بور دو جداره کوچکتر از سه جداره و بزرگتر از تک جداره می‌باشد. ما نشان دادیم که مدول یانگ نانولوله‌های دوجداره نیترید بور با تعداد لایه مختلف افزایش می‌یابد در زمانیکه فاصله بین لایه‌ای کاهش یابد. یافته‌های شبیه‌سازی ما نه تنها درک کلی ملکولی از نانولوله‌های نیترید بور را می‌دهد،بلکه می تواند جهت مهندسین مکانیک و پژوهشگرانی که در زمینه توسعه خواص مکانیکی فعالیت دارند،مفید واقع شود.

چکیده انگلیسی:

By using molecular dynamics (MD) simulation the mechanical properties of single, double and triple walled BNNTs (SWBNNT, DWBNNT and TWBNNT) is investigated. The effects of diameter, chirality, interlayer distance and temperature on the mechanical properties of respected systems have been investigated. The results showed that, zigzag BNNTs are stiffer than armchair ones with nearly the same diameter. Also, the Young’s modulus of both type of DWBNNTs and TWBNNT increase when the tube diameter increases. In addition, the results confirmed that all measured mechanical properties decrease with increasing temperature. Furthermore, the Young’s modulus of DWBNNTs are smaller than TWBNNTs and larger than SWBNNT. We showed that the Young’s modulus of DWCNTs with various interlayer distances increase when separation wall distances were decreased. Our simulation findings afford not only a molecular level understanding of the BNNTs but also may be instructive to mechanical engineers and scientists who attempt to develop effective mechanical properties.