Pt-Al/Grafen-KNT Nanoyapılarının Mekanik Performansı; Bir Moleküler Dinamik Simülasyonu

Abstract

Metallerle karbon temelli yapıların bir araya getirilmesi ile oluşturulan hibrit nanokompozitler, malzeme bilimi ve mühendisliğinde heyecan verici bir araştırma alanı oluşturmuştur. Bu kompozitler, metallerin dayanıklılığı ile karbon bazlı yapıların hafiflik ve yüksek mukavemeti arasında bir denge sağlayarak benzersiz mekanik özelliklere sahip olurlar. Bu nedenle yeni Metal –Karbon nanoyapılarına eğilim halen devam etmektedir. Bu çalışmada, Platinyum ve alüminyum plakalar arasına yerleştirilen kovalent bağlı grafen- KNT yapılarından oluşan yeni bir Metal-Karbon nanoyapısı sunulmaktadır. Ayrıca, yapının mekanik özelliklerini ve altta yatan deformasyon mekanizmalarını araştırmak için, farklı çaplara sahip KNT (örn. KNT(6x6), KNT(8x8), KNT(10x10), KNT(12x12)) içeren numunelerin çekme ve basınç deneyleri gerçekleştirilir. Sonuçlara göre, G-KNT yapılarının Pt-Al yapısının çekme davranışını her iki doğrultuda (KNT ve Grafen) artırdığı görülmüştür. KNT doğrultusunda çekme yüklemeleri için KNT çapı azaldıkça hibrit yapıların elastik modülü ve maksimum gerilme değerleri artarken grafen doğrultusunda ise maksimum gerilme değerleri ve süneklikleri artmaktadır. Basma dayanımı açısından ise lineer bölgede genel olarak KNT çapı arttıkça dayanımın arttığı yoğunlaşma bölgesinde ise daha küçük çaplı KNT içeren yapıların daha iyi basma dayanımı sergilediği görülmüştür. Bu çalışma ile Pt-Al yapısına kıyasla daha hafif ve daha yüksek çekme dayanımına sahip bir nanoyapı sunulmuştur.