مواد و ساخت پیشرفته

کامپوزیت­های گرافن-فلزات ساختارهای جدیدی با خواص بهبود یافته هستند که به شدت در دهه­های گذشته مورد مطالعه قرار گرفته­ اند.

در یکی از تحقیقات جدید، فرآیندهای تغییر شکل تک تک عناصر کامپوزیت با نانوذرات فلزی نیکل و مس در فرآیند به دست آوردن و آزمایش استحکام کامپوزیت به طور کامل تشریح و توضیح داده شده است. در این مطالعه، نتایج شبیه‌سازی دینامیک مولکولی رفتار تغییر شکل و خواص مکانیکی کامپوزیت‌ها بر اساس گرافن با شکل نامنظم پر شده با نانوذرات فلزی (نیکل و مس) ارائه می‌شود.

با توجه به نتایج این بررسی­ها مشخص شده است که بازپخت در دمای 300 کلوین همراه با فشرده­سازی هیدروستاتیکی با دمای بالا در 1000 کلوین می­تواند برای به دست آوردن کامپوزیت­های همسانگرد فلز-گرافن استفاده شود. و این فرایند یک راه حل کارآمد برای به دست آوردن مواد کامپوزیتی است. نتایج شبیه­سازی نشان داده است که کامپوزیت­ های با نانوذرات مس دارای خواص مکانیکی بالاتری هستند. به این معنی که کامپوزیت مبتنی بر گرافن با شکل نامنظم و نانوذرات مس خواص مکانیکی بهتری نسبت به کامپوزیت با نانوذرات نیکل نشان می‌دهد. این را می‌توان با این واقعیت توضیح داد که نانوذرات مس در دماهای بالا زودتر از نانوذرات نیکل ذوب می‌شوند، که به تغییر شکل راحت‌تر دانه‌های گرافن و تشکیل پیوندهای شیمیایی جدید در زمینه گرافن کمک می‌کند. با این حال، توجه به این نکته مهم است که هر دو کامپوزیت، تغییر شکل قابل توجهی را تحت کشش تک محوری تحمل می­کنند.

نتایج به‌دست‌آمده به درک بهتر فرآیندهای شکل‌گیری، رفتار تغییر شکل و خواص مکانیکی کامپوزیت‌های مبتنی بر گرافن با شکل نامنظم و نانوذرات فلزی کمک می‌کند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542529322002498