3D打印五重金刚石的机械性能
应用物理
2023-06-14 v1 材料科学
摘要
在这项工作中，我们结合全原子分子动力学和有限元模拟与力学测试，研究五重金刚石原子模型和3D打印模型的力学行为。五重金刚石是最近提出的一种新碳同素异形体，由五元环的共价网络组成。我们的结果表明应力-应变行为几乎与尺度无关。3D打印结构的应力-应变曲线表现出三个特征区域。对于低应变值，第一区域呈现接近零的非线性行为，随后是明确的线性行为。第二区域为准塑性区，第三区域为致密化随后结构失效（断裂）。杨氏模量值随孔隙数量增加而降低。变形机制为弯曲主导，不同于其他3D打印结构观察到的逐层变形机制。它们表现出良好的能量吸收能力，某些结构甚至优于凯夫拉尔(kevlar)。有趣的是，考虑Ashby图，3D打印五重金刚石几乎位于理想的拉伸和弯曲主导线上，使其成为有前景的能量吸收应用材料。
引用
@article{arxiv.2105.10000,
title = {Mechanical Properties of 3D-Printed Pentadiamond},
author = {Levi C. Felix and Rushikesh S. Ambekar and Cristiano F. Woellner and Brijesh Kushwaha and Varinder Pal and Douglas S. Galvao and Chandra S. Tiwary},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.10000},
year = {2023}
}