За допомогою методу молекулярної динаміки з використанням потенціалу міжатомної взаємодії Tersoff досліджено вплив температури і розміру зерен на механічні властивості нанокристалічного карбіду кремнію. Середні розміри зерен модельованих зразків нанокристалічного SiC становили 2,5 - 5 нм, а кількість атомів у структурі досягала близько 10<^>5. Для досліджуваних структур було розраховано криві напруження-деформація в результаті моделювання одновісного розтягу зразків зі швидкістю деформації 10<^>-4 пс<^>-1. Шляхом лінійної апроксимації початкової ділянки кривих напруження-деформація було розраховано пружні модулі для моно- і нанокристалічного карбіду кремнію. Проведено порівняння величини модуля Юнга для моно- і нанокристалічного SiC в інтервалі температур 300 - 3000 К. На підставі одержаних результаів розрахунку показано, що модуль Юнга нанокристалічних зразків суттєво змінюється з ростом температури, що пояснено суттєвою часткою атомів на границях зерен в нанокристалічному SiC. Встановлено, що з ростом температури вище 600 К відбувається перехід від крихкого до в'язкого руйнування нанокристалічних зразків. Крім того, показано, що зменшення модуля Юнга нанокристалічного карбіду кремнію з ростом температури має нелінійний характер. Виявлено, що за перевищення температури понад 2000 К, пластичність нанокристалічного SiC різко збільшується. Вказаний ефект пов'язується зі зменшенням температури плавлення нанокристалічних зразків у порівнянні з монокристалом SiC. Показано, що вплив розміру зерен на модуль пружності нанокристалічного SiC має місце лише за високих температур і розмірів зерен вище 3 нм, тоді як за кімнатної температури пружні властивості не залежать від розмірів нанокристалів. Зроблено припущення, що одержані результати з температурними та розмірними залежностями механічних характеристик нанокристалічного карбіду кремнію можуть бути використані під час розробки наноструктурованих матеріалів на його основі для високоефективних конструкційних застосувань.

  Повний текст PDF - 540.828 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"