بررسي خواص مكانيكي نانوكامپوزيت‌هاي پليمري تقويت شده با نانولوله هاي كاربيد سيليسيم به روش ديناميك مولكولي

Investigating the mechanical properties of polymer nanocomposites reinforced with SiC nanotubes using the molecular dynamics method

نانولوله هاي كاربيدسيليسيم مواد تك بعدي با استحكام بالا در راستاي محوري بوده و گزينه مناسبي براي بهبود خواص مكانيكي مواد پليمري محسوب مي شوند. در اين مطالعه، نانوكامپوزيت هاي تقويت شده با نانولوله كاربيدسيليسيم (SiC) با استفاده از روش ديناميك مولكولي شبيه سازي شده و خواص الاستيك آنها به كمك تكنيك كرنش-ثابت محاسبه شده است. براي اين منظور، ابتدا خواص مكانيكي ماتريس پليمري (پلي اتيلن) از شبيه سازي هاي ديناميك مولكولي تخمين زده شد. سپس پليمر با كسرهاي حجمي مختلف نانولوله هاي SiC تقويت و خواص مكانيكي نانوكامپوزيتها محاسبه شد. مشاهده شد كه خواص الاستيك پليمر به ميزان قابل ملاحظه اي توسط نانولوله هاي SiC بهبود يافت.

Silicon carbide nanotubes are one-dimensional materials with high axial strength, and are considered a good candidate for improving the mechanical properties of polymer materials. In this study, polymer nanocomposite reinforced with silicon carbide (SiC) nanotubes has been simulated using the molecular dynamics method, and their elastic properties have been calculated using the constant-strain technique. For this purpose, first, the mechanical properties of the polyethylene as the polymer matrix were estimated from molecular dynamics simulations. Then, the polymer was reinforced with 10% volume fraction of SiC nanotube and the mechanical properties of the nanocomposite were calculated and compared with those of the pure polymer. It was observed that the elastic properties of the polymer were significantly improved after the addition of SiC nanotubes.