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链末端与聚乙烯纤维的极限强度

软凝聚态物质 2016-02-08 v1 介观与纳米尺度物理 材料科学

摘要

我们使用大规模分子动力学(MD)模拟来确定正交晶系聚乙烯(PE)晶体的拉伸屈服机制,这些晶体具有长度跨越 10210410^2-10^4 个碳原子的有限链。我们发现长链的屈服应力 σy\sigma_y 在 6.3 GPa 处饱和,与实验吻合良好。我们表明链不会断裂,而是在链末端的一维位错成核后始终通过滑移屈服。位错由基于理想晶体力学性质参数化的 Frenkel-Kontorova 模型精确描述。我们计算出位错核尺寸 ξ25\xi\approx25\AA\ ,并确定了 σy\sigma_y 的高应变率和低应变率极限。我们的结果表明,表征聚合物晶体的一维位错可作为数值预测取向纤维极限拉伸强度的有效方法。

关键词

引用

@article{arxiv.1511.06685,
  title  = {Chain Ends and the Ultimate Strength of Polyethylene Fibers},
  author = {Thomas C. O'Connor and Mark O. Robbins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1511.06685},
  year   = {2016}
}