بررسی تاثیر عیوب هندسی و تغییرات دما بر رفتار شکست ساختار مونوکریستال کاربید بور به روش دینامیک مولکولی

کاربید بور (BC3) یکی از مواد دو بعدی نوظهور می باشد که خواص شیمیایی، مکانیکی و حرارتی منحصر به فردی را به نمایش گذاشته است. در این مقاله، خواص مکانیکی ساختار کاربید بور با بهره گیری از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از پتانسیل ترسوف و شرایط مرزی دوره-ای، دو المان جایگاه نقص دایروی و تغییرات دما بر ساختار کاربید بور مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از شبیه سازی تست کشش بر ساختار کاربید بور نشان داد، کمترین مقدار مدول یانگ و نیز تنش و کرنش در نقطه ی شکست در نمونه دارای نقص در مرکز ساختار اتفاق افتاد. همچنین با تغییرجایگاه نقص به سمت لبه ها، خواص مکانیکی افزایش یافت. با تغییر جایگاه نقص از مرکز ساختار به لبه ها، مقادیر مدول یانگ، تنش و کرنش در نقطه ی شکست در راستای زیگزاگ به ترتیب 29/1%، 1/15% و 20% افزایش یافت. بررسی تغییرات دما از 100 کلوین تا 1000 کلوین نشان داد که افزایش دما باعث کاهش خواص مکانیکی شد، به طوری که مقدار مدول یانگ از 21/781 گیگاپاسکال در دمای 100 کلوین به 19/616 گیگاپاسکال در دمای 1000 کلوین کاهش یافت. همچنین، مقدار تنش و کرنش در نقطه ی شکست برای تغییرات دمای ذکر شده نسبت به دمای 100 کلوین به ترتیب 43/05% و 51/08% کاهش یافت.