محاسبه خواص مکانیکی و ترمودینامیکی ساختار 3C کربید سیلیکون با استفاده از دینامیک مولکولی و نظریه تابعی چگالی

کربید سیلیکون به خاطر خواص فوق العاده مکانیکی، فیزیکی، ترمودینامیکی و شیمیایی، یک سرامیک بسیار جذاب برای اکثر صنایع است. در این پژوهش خواص مکانیکی و ترمودینامیکی ساختار C3 کربید سیلیکون با استفاده از شبیه سازی های دینامیک مولکولی و نظریه تابعی چگالی مبتنی بر تقریب شیب تعمیم یافته در دما و فشارهای بالا محاسبه و جهت صحت با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است. محاسبات دینامیک مولکولی با استفاده از پتانسیل های بین اتمی ترسوف و واشیشتا صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی دلالت بر این دارد که هر دو پتانسیل قابلیت بالایی در بهینه سازی ساختارهای موردنظر دارند. خواص مکانیکی کربید سیلیکون شامل ضرایب کشسانی، مدول حجمی، یانگ و برشی و ضریب پواسون در دما و فشار محیط و فشار و دمای بالا به ترتیب تا 50 گیگاپاسگال و 1000 کلوین با استفاده از پتانسیل ترسوف محاسبه شده که نشان از هم خوانی بسیار خوبی با مقادیر تجربی دارند. خواص ترمودینامیکی کربید سیلیکون از قبیل دمای ذوب، دمای دیبای، ظرفیت گرمایی ویژه در حجم و فشار ثابت، ضریب انبساط خطی، و ضریب رسانش گرمایی در فشار محیط و فشار بالا نیز با استفاده از دینامیک مولکولی و نظریه تابعی چگالی محاسبه شدند.