HIỆN TƯỢNG TRỄ TRONG BIẾN DẠNG ĐƠN TRỤC CỦA VẬT LIỆU HAI CHIỀU PENTA-GRAPHENE

Abstract

We use molecular dynamic simulations to investigate the hysteresis of two-dimensional penta-graphene under uniaxial deformation. The results show that a penta-graphene thin film with 10086 carbon atoms can withstand ultra-high strength with a maximum applied stress of ~170 GPa without failure. Under a high shear rate (0.1 Å/ps) and in the elastic regime, the penta-graphene thin film exhibits a continuous phase transformation, in which the thermodynamic parameters proportionally change with applied strain. However, at the lowest shear rate of 2 × 10–6 Å/ps, a first-order-like phase transition is observed at ~7% strain. The mean coordination number versus strain curve exhibits a sharp discontinuity of stress. Also, when reversing the shear in the linear elastic regime, the hysteresis effects become prominent at this very low strain rate. These results extend our understanding of the first-order-like structural-phase transition of two-dimensional penta-graphene thin films.Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp động lực học phân tử để khảo sát hiện tượng trễ của vật liệu hai chiều penta-graphene dưới tác dụng của biến dạng đơn trục. Kết quả cho thấy rằng tấm penta-graphene với 10086 nguyên tử carbon có độ bền cơ học cao, ứng suất đáp ứng biến dạng lớn, có thể đạt đến ~170 GPa. Với tốc độ dãn lớn (0,1 Å/ps), trong giới hạn đàn hồi, tấm penta-graphene thể hiện quá trình chuyển pha liên tục; các thông số cấu trúc và nhiệt động gần như đồng biến với độ biến dạng. Tuy nhiên, ở tốc độ dãn nhỏ nhất (2 × 10–6 Å/ps), chúng tôi quan sát được sự chuyển pha loại I trong tấm penta-graphene khi độ biến dạng đạt khoảng 7%. Đồ thị ứng suất và số phối vị theo độ biến dạng thể hiện sự gián đoạn đột ngột tại điểm chuyển pha cấu trúc. Đồng thời, khi nén ngược lại tấm penta-graphene từ trạng thái dãn trong giới hạn đàn hồi, chu trình trễ của đồ thị ứng suất và số phối vị thể hiện rõ nét ở tốc độ biến dạng này. Kết quả nghiên cứu này cho một cách nhìn mới về lý thuyết chuyển pha và hiện tượng trễ trong nghiên cứu tính chất đàn hồi của vật liệu hai chiều penta-graphene

    Similar works