SiC纳米纤维/C/SiC复合材料拉伸行为的分子动力学研究?

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李丽丽, Xia Zhen-Hai, 杨延清, 韩明. 2015: SiC纳米纤维/C/SiC复合材料拉伸行为的分子动力学研究?, 物理学报, null(11): 117101. doi: 10.7498/aps.64.117101
引用本文: 李丽丽, Xia Zhen-Hai, 杨延清, 韩明. 2015: SiC纳米纤维/C/SiC复合材料拉伸行为的分子动力学研究?, 物理学报, null(11): 117101. doi: 10.7498/aps.64.117101
Li Li-Li, Xia Zhen-Hai, Yang Yan-Qing, Han Ming. 2015: Molecular dynamics study on tensile b ehavior of SiC nanofib er/C/SiC nano comp osites, Acta Physica Sinica, null(11): 117101. doi: 10.7498/aps.64.117101
Citation: Li Li-Li, Xia Zhen-Hai, Yang Yan-Qing, Han Ming. 2015: Molecular dynamics study on tensile b ehavior of SiC nanofib er/C/SiC nano comp osites, Acta Physica Sinica, null(11): 117101. doi: 10.7498/aps.64.117101

SiC纳米纤维/C/SiC复合材料拉伸行为的分子动力学研究?

Molecular dynamics study on tensile b ehavior of SiC nanofib er/C/SiC nano comp osites

  • 摘要: 本文采用分子动力学计算方法和Tersoff作用势研究了无定型碳(amorphous carbon, a-C)涂层厚度对SiC纳米纤维/SiC纳米复合材料断裂方式及力学性能的影响.分析结果发现,随着涂层厚度的增加,纳米纤维的平均应力集中系数下降,即足够厚度涂层可以同时起到增强和补韧的作用.当a-C涂层厚度t 60.3 nm时,裂纹直接穿透纤维,纳米复合材料表现出典型的脆性断裂方式; t =4.0 nm时,裂纹发生偏转, SiC纳米纤维发生拔出现象,此时纳米复合材料的拉伸强度约为无涂层纳米复合材料的4倍,断裂能则提高一个数量级.计算结果表明, a-C涂层的厚度是SiC纳米纤维/SiC纳米复合材料中产生韧性机理的重要因素,即传统微米级陶瓷基复合材料的增韧理论在纳米复合材料中仍适用.研究结果可望为设计同时具有高强度、高韧性的陶瓷基纳米复合材料提供理论基础.
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-06-15

SiC纳米纤维/C/SiC复合材料拉伸行为的分子动力学研究?

  • 福建工程学院材料科学与工程学院,福州,350118
  • Department of Materials Science and Engineering,University of North Texas,Denton,TX 76203,USA
  • 西北工业大学材料学院,西安,710072

摘要: 本文采用分子动力学计算方法和Tersoff作用势研究了无定型碳(amorphous carbon, a-C)涂层厚度对SiC纳米纤维/SiC纳米复合材料断裂方式及力学性能的影响.分析结果发现,随着涂层厚度的增加,纳米纤维的平均应力集中系数下降,即足够厚度涂层可以同时起到增强和补韧的作用.当a-C涂层厚度t 60.3 nm时,裂纹直接穿透纤维,纳米复合材料表现出典型的脆性断裂方式; t =4.0 nm时,裂纹发生偏转, SiC纳米纤维发生拔出现象,此时纳米复合材料的拉伸强度约为无涂层纳米复合材料的4倍,断裂能则提高一个数量级.计算结果表明, a-C涂层的厚度是SiC纳米纤维/SiC纳米复合材料中产生韧性机理的重要因素,即传统微米级陶瓷基复合材料的增韧理论在纳米复合材料中仍适用.研究结果可望为设计同时具有高强度、高韧性的陶瓷基纳米复合材料提供理论基础.

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