بررسی خواص مکانیکی تک‌لایه بیفنیلن در دماهای مختلف

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی، دانشکده فنی، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران

2 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی، دانشکده فنی، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران

doi
10.22075/jme.2023.31122.2485
چکیده

در این مطالعه رفتار مکانیکی جدیدترین آلوتروپ کربن به نام شبکه بیفنیلن (BPN) با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار BPN از حلقه­های چهار، شش و هشت­ضلعی از اتم­های کربن هیبریدشده با sp2 تشکیل شده است. پتانسیل بین اتمی در این مطالعه از نوع ایربو در نظرگرفته شده و رفتار کششی این ساختار در دماهای مختلف مدل­سازی شده است. پس از شبیه­سازی، مدول یانگ و تنش تسلیم­بیفنیلن در دماهای مختلف در جهت آرمچِیر و در جهت زیگزاگ بدست آمده است. مدول یانگ در جهت زیگراگ در تمامی دماها حدود 14 تا 29 درصد بیشتر از جهت دیگر است که نشان­دهنده رفتار ارتوتروپیک این ساختار می­باشد. علاوه بر این با افزایش دما کرنش شکست و مدول یانگ به دلیل افزایش فاصله بین اتم­ها و کاهش انرژی کاهش پیدا کرده است. همچنین خواص مکانیکی رفتار شکست ترد تک­لایه BPN را نشان می­دهد. نتایج این مطالعه نشان می­دهد که BPN برخی از ویژگی­های استثنایی گرافین را به اشتراک می­گذارد.