محاسبه مدول یانگ و ضریب میرایی طولی در کامپوزیت مس تقویت شده با نانو لوله های کربنی

با توجه به استفاده گسترده از نانو لوله های کربنی در ساخت مواد مرکب با قابلیت‌های ویژه، در این مطالعه، ثابت های الاستیک، فاکتور Q و ضریب میرایی طولی بلور مس تقویت ‌شده با نانو لوله‌های کربنی، با استفاده از روش دینامیک مولکولی محاسبه‌ شده است. همچنین اثر دما و کایرالیتی نانو لوله ها‌ی کربنی بر این پارامترها مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، در مدلسازی ها از دو پتانسیل بین اتمی ایربو و ترسوف برای شبیه سازی میان کنش اتم های کربن، استفاده شده و اثر پتانسیل مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین، به منظور بررسی اثر طول نانو لوله ها در خواص مکانیکی کامپوزیت، نمونه هایی با طول الیاف کوتاه تر نیز در نظر گرفته شده است. در این مطالعه، مدول یانگ با اعمال تنش تک‌محوری و فاکتور Q با استفاده از روش ارتعاش اجباری محاسبه می شود. سپس، با استفاده از نظریه ضریب میرایی طولی سازه‌های چند درجه آزادی، ضریب میرایی طولی تعیین می شود. نتایج به ‌دست‌ آمده نشان می دهد که افزودن نانو لوله های کربنی به محیط مس بلوری باعث افزایش مدول یانگ و ضریب میرایی کامپوزیت می شود. از بین نانو لوله‌های کربنی آرمچیر، زیگزاگ و کایرال با قطر و طول یکسان، نانو لوله‌ی کربنی کایرال یا آرمچیر بسته به پتانسیل مورد استفاده اثر فزاینده تری بر مدول یانگ ماده مرکب دارد. همچنین، با تقویت بلور مس به ‌وسیله نانو لوله های کربنی، فاکتور Q به طور چشمگیری کاهش می یابد.

Keywords:

ضریب میرایی طولی , مدول یانگ , فاکتور Q , دینامیک مولکولی