بررسی رفتار مکانیکی نانوکامپوزیت منیزیمی تقویت شده به‌وسیله‌ی نانو‌لوله بور نیترید به‌روش دینامیک مولکولی

Abstract

نانو‌کامپوزیت منیزیم یکی از نوآوری‌های موفق در زمینه‌ی نانو‌کامپوزیت‌ها است تا مواد مورد نیاز کنونی پزشکی، هوافضا و خودرو را برای ساختاری با نسبت استحکام به وزن بالا تأمین کند. با توجه به خواص ویژه نانولوله بور نیترید، این نانو‌لوله نقش مهمی در تقویت نانو کامپوزیت‌ها ایفا می‌نماید. در این پژوهش نانو‌کامپوزیت منیزیم به‌وسیله‌‌ی نانولوله‌ی بور نیترید تقویت شده و خواص مکانیکی این نانو‌کامپوزیت‌ها تحت بارگذاری کششی تک محوره، در راستای محوری نانو‌لوله، با روش دینامیک مولکولی توسط نرم‌افزار لمپس بررسی شده است. همچنین ضرایب تابع پتانسیل بین‌اتمی اتم‌های منیزیم، با استفاده از قانون ترکیب و داده‌های استخراج شده توسط نرم‌افزار گوسین، محاسبه شده است. نتایج شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی حاکی از بهبود خواص مکانیکی نانو‌کامپوزیت فلزی پایه منیزیم به‌دلیل اضافه نمودن نانولوله‌های بور نیترید می‌باشد. وجود استحکام دهنده نانولوله‌ی بور نیترید (0،12), (0،14), (0،16) و (0،18) به‌عنوان تقویت‌کننده‌ی زمینه‌ی منیزیم، سبب افزایش مدول الاستیک نانو‌کامپوزیت‌ها به‌ترتیب به میزان 13، 9/14، 2/16 و 17 درصد نسبت به منیزیم خالص شده است. نتایج دیگر این تحقیق حاکی از آن است که رفتار الاستیک نانوکامپوزیت مستقل از تغییرات نرخ کرنش است. همچنین با انجام این شبیه‌سازی در محدوده وسیعی از دما، تغییرات آشکاری در خواص مکانیکی نانو کامپوزیت در دماهای مختلف بدست آمده است.