Механічні властивості наноламінатів Tin + 1AlCn: дослідження методами молекулярної динаміки
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe65.12.1109Ключові слова:
молекулярна динамiка, деформацiя, модуль пружностi, швидкiсть деформацiїАнотація
Проведено моделювання поведiнки наноламiнатiв Tin+1AlCn з n = 1, 2, 3 при деформацiї розтягнення на основi методiв класичної молекулярної динамiки. Для розрахункiв сил мiжатомної взаємодiї в дослiджуваних зразках був використаний пiдхiд iз комбiнацiєю парного та тричастинкового потенцiалiв i моделi зануреного атома. Для розглянутих зразкiв розраховано кривi навантаження та наближенi значення механiчних параметрiв, а саме модулiв пружностi. Дослiджено вплив швидкостi деформацiї на динамiку руйнування, а також побудовано вiдповiднi атомiстичнi конфiгурацiї дослiджуваних зразкiв.
Посилання
M.W. Barsoum. The MN+1AXN phases: a new class of solids: thermodynamically stable nanolaminates. Progr. Solid State Chem. 28, 201 (2000). https://doi.org/10.1016/S0079-6786(00)00006-6
M.W. Barsoum. MAX Phases: Properties of Machinable Ternary Carbides and Nitrides (Wiley, 2013) [ISBN: 978-3-527-65460-4]. https://doi.org/10.1002/9783527654581
Q. Tang, Z. Zhou, P.W. Shen. Are MXenes promising anode materials for Li ion batteries? Computational studies on electronic properties and Li storage capability of Ti3C2 and Ti3C2X2 (X = F, OH) monolayer. J. Am. Chem. Soc. 134, 16909 (2012). https://doi.org/10.1021/ja308463r
Y. Xie, P.R.C. Kent. Hybrid density functional study of structural and electronic properties of functionalized Tin+1Xn (X=C, N) monolayers. Phys. Rev. B 87, 235441 (2013). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.235441
M. Naguib, V.N. Mochalin, M.W. Barsoum, Y. Gogotsi. 25th anniversary article: MXenes: A new family of two-dimensional materials. Adv. Mater. 26, 992 (2014). https://doi.org/10.1002/adma.201304138
M. Naguib, M. Kurtoglu, V. Presser, J. Lu, J. Niu, M. Heon, L. Hultman, Y. Gogotsi, M.W. Barsoum. Two-dimensional nanocrystals produced by exfoliation of Ti3AlC2. Adv. Mater. 23, 4248 (2011). https://doi.org/10.1002/adma.201102306
X.W. Zhou, H.N.G. Wadley, R.A. Johnson, D.J. Larson, N. Tabat A. Cerezo, A.K. Petford-Long, G.D.W. Smith, P.H. Clifton, R.L. Martens, T.F. Kelly. Atomic scale structure of sputtered metal multilayers. Acta Materialia 49, 4005 (2001). https://doi.org/10.1016/S1359-6454(01)00287-7
W. Zou, H.N.G. Wadley, X.W. Zhou, S. Ghosal, R. Kosut, D. Brownell. Growth of giant magnetoresistance multilayers: Effects of processing conditions during radio-frequency diode deposition. J. Vac. Sci. Technol. A 19, 2414 (2001). https://doi.org/10.1116/1.1387051
V.N. Borysiuk, V.N. Mochalin, Y. Gogotsi. Molecular dynamic study of the mechanical properties of two-dimensional titanium carbides Ti(n+1)C(n) (MXenes). Nanotechnology 26, 265705 (2015). https://doi.org/10.1088/0957-4484/26/26/265705
V.N. Borysiuk, V.N. Mochalin. Thermal stability of two-dimensional titanium carbides Ti(n+1)C(n) (MXenes) from classical molecular dynamics simulations. MRS Commun. 9, 203 (2019). https://doi.org/10.1557/mrc.2019.2
V.N. Borysiuk, V.N. Mochalin, Y. Gogotsi. Bending rigidity of two-dimensional titanium carbide (MXene) nanoribbons: A molecular dynamics study. Comput. Mater. Sci. 143, 418 (2018). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2017.11.028
H. Oymak, F. Erkoc. Titanium coverage on a single-wall carbon nanotube: molecular dynamics simulations. Chem. Phys. 300, 277 (2004). https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2004.02.013
J.E. Jones. On the determination of molecular fields. II. From the equation of state of a gas. Proc. R. Soc. Lond. A. 106, 463 (1924). https://doi.org/10.1098/rspa.1924.0082
B.M. Axilrod, E. Teller. Interaction of the van der Waals type between three atoms. J. Chem. Phys. 11, 299 (1943). https://doi.org/10.1063/1.1723844
N. Sasaki, K. Kobayashi, M. Tsukada. Atomic-scale friction image of graphite in atomic-force microscopy. Phys. Rev. B 143, 2138 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.2138
H.J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. van Gunsteren, A. DiNola, J.R. Haak. Molecular-dynamics with coupling to an external bath. J. Chem. Phys. 81, 3684 (1984). https://doi.org/10.1063/1.448118
D.H. Tsai. The virial theorem and stress calculation in molecular dynamics. J. Chem. Phys. 70, 1375 (1979). https://doi.org/10.1063/1.437577
A.Hadizadeh Kheirkhah, E.Saeivar Iranizad, M.Raeisi, A.Rajabpour. Mechanical properties of hydrogen functionalized graphene under shear deformation: A molecular dynamics study. Solid State Commun. 177, 98 (2014). https://doi.org/10.1016/j.ssc.2013.10.004
V. Borysiuk, I. Lyashenko. Modeling of the elastic properties of the core-shell Au-Ag nanorod. In Proceedings of the IEEE 36th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO-2016) (Springer, Wiley, 2016), p. 118. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2016.7493026
A.G. Zhou, M.W. Barsoum, S. Basu, S.R. Kalidindi, T. El-Raghy. Incipient and regular kink bands in fully dense and 10 vol.% porous Ti2AlC. Acta Materialia 54, 1631 (2006). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2005.11.035
A.G. Zhou, M.W. Barsoum. Kinking nonlinear elastic deformation of Ti3AlC2, Ti2AlC, Ti3Al(C0.5,N0.5)2 and Ti2Al(C0.5,N0.5). J. Alloy. Compd. 498, 62 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.03.099
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
