فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

نانوکامپوزیت‌های Al-TiC به‌دلیل خواص مکانیکی منحصربه‌فرد و وزن سبک، به یکی از موضوعات مورد‌توجه در پژوهش‌های پیشرفته مواد تبدیل شده‌اند. هدف از این تحقیق، بررسی تأثیر کسرهای وزنی مختلف TiC بر خواص مکانیکی آلومینیوم، مانند سختی و کشش است. برای مدل‌سازی، از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی با استفاده از نرم‌افزار لمپس به‌عنوان یک رویکرد دقیق برای بررسی آلومینیوم خالص و نانوکامپوزیت‌های Al-TiC حاوی 0، 1، 2، 3، 4 و 5 درصد وزنی TiC استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی چگالی نشان داد که با افزایش 5 درصد وزنی TiC، چگالی کامپوزیت به‌صورت خطی از 70/2 به g/cm³ 84/2 افزایش یافت. در بررسی خواص کششی، مدول یانگ و استحکام کششی نهایی به‌ترتیب 32 و 54 درصد افزایش یافتند. برای پیش‌بینی این خواص، دو مدل تحلیلی برای مدول یانگ و استحکام کششی ارائه شد. شبیه‌سازی سختی با استفاده از روش شبیه‌سازی نانوفرورفتگی، بهبود 257 درصدی را نشان داد؛ به‌طوری‌که مقدار سختی از 35 به HV 125 افزایش یافت. مدل سختی ارائه‌شده از دقت بالایی برخوردار بود. تحلیل میکرومکانیزم‌ها نشان داد که این بهبودها ناشی از سه عامل اصلی انتقال بار مؤثر، محدود شدن حرکت نابجایی‌ها و وجود تنش‌های پس‌ماند است. مقایسه با داده‌های تجربی، بیانگر تطابق خوب نتایج شبیه‌سازی با نتایج آزمایشگاهی بود. این پژوهش با ارائه مدل‌های تحلیلی دقیق، راهنمای ارزشمندی برای طراحی نانوکامپوزیت‌های Al-TiC با خواص بهینه فراهم می‌کند. نتایج نشان داد که ترکیب 4-3 درصد وزنی TiC می‌تواند بهترین تعادل بین خواص مکانیکی و چگالی را ایجاد کند.