بررسی اثر نقص هندسی و حذف اتم در ساختار ترکیبی گرافن- نیترید کربن به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
3 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
doi
10.22067/jacsm.2025.92540.1323چکیده
در این مقاله، خواص مکانیکی ساختار ترکیبی گرافن-نیترید کربن با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت. حذف اتم های کربن و نیتروژن و حضور نقص های دایروی با قطرهای مختلف مطالعه شد. با استفاده از پتانسیل ترسوف، نقص دایروی با قطرهای 1/8، 6/10، 4/16 و 2/24 آنگستروم در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که خواص مکانیکی ساختار ترکیبی از ساختارهای گرافن و نیترید کربن به صورت جداگانه، پایین تر است. همچنین، حذف اتم های نیتروژن اثر بیشتری بر خواص مکانیکی داشت. افزایش قطر نقص دایره باعث کاهش مدول یانگ از 23/802 گیگاپاسکال به 34/681 گیگاپاسکال در راستای آرمچیر شد. همچنین، مقدار تنش شکست به ترتیب 19/31 و 15/45 درصد در راستای زیگزاگ و آرمچیر کاهش یافت. نتایج این مطالعه نشان داد که نانوصفحات ترکیبی گرافن-نیترید کربن را می توان به عنوان یک ساختار امیدوارکننده برای کاربردهای مکانیکی و الکتریکی معرفی کرد.