مطالعه رفتار تنش-کرنش ساختار پلی کریستال کاربید بور دارای ترک، در حضور متوقف کننده ترک و در شرایط دمایی مختلف، به روش دینامیک مولکولی

ساختارهای دو بعدی بر پایه ی اتم کربن مانند گرافن، کربن نیترید (C3N) و کاربید بور (BC3)، دارای خصوصیات مکانیکی و حرارتی قابل توجهی هستند. در این مقاله، تاثیر ترک، متوقف کننده ی ترک و دما بر خواص مکانیکی ساختار پلی کریستال کاربید بور با استفاده از مدلسازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. درک عملکرد نانوصفحات کاربید بور در حضور ترک که از آن به عنوان منبع اصلی تمرکز تنش یاد می شود، به عنوان یک فرآیند مهم تعریف می شود. با این هدف و با استفاده از پتانسیل ترسوف و شرایط مرزی دوره ای، اثر وجود ترک با طول 5 آنگستروم، متوقف کننده ی ترک با فاصله های 2 و 4 آنگستروم از لبه ی ترک و دماهای مختلف مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دما در حضور و عدم حضور ترک در ساختار کاربید بور، باعث کاهش مقدار خواص مکانیکی می شود. مدول یانگ ساختار بدون نقص (C0-D0) و ساختار با حضور متوقف کننده های ترک با دو فاصله ی 2 (C5-D2) و 4 (C5-D4) آنگستروم از ترک به ترتیب %21/17، %12/42 و %84/47 کاهش یافت. این روند نزولی برای خواص مکانیکی تنش و کرنش در نقطه ی شکست نیز مشاهده شد. علاوه بر این، خواص مکانیکی C5-D2 بالاتر از C5-D4 گزارش شد که بیانگر آن است ترک در این ساختار انرژی بیشتری را صرف شکست کرده است و باعث افزایش مقاومت ساختار مورد بررسی شده است.