عنوان
بررسي عملكرد نانو مواد دوبعدي بر خواص مكانيكي نانو كامپوزيت سيمان
نويسنده اصلي
احسان حسيني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
با پيشرفت علم نانو مواد و تأثير شگفت‌انگيز اين فنّاوري بر پيكره ريزساختار كامپوزيت‌ها، موقعيت مناسبي براي بررسي تأثيرات نانو مواد در كامپوزيت‌هاي پرمصرف دنيا ازجمله بتن به وجود آمده است. برطرف نمودن ضعف‌هاي ميكرو ساختار و نانو ساختار كامپوزيت بتن كه پرمصرف‌ترين ماده ساختماني مي‌باشد مي‌تواند كمك شاياني به پيشرفت اين صنعت بنمايد. در اين بين نانو مواد دوبعدي جايگاه ويژه‌اي ازلحاظ خواص مقاومتي در بين نانو مواد دارا مي‌باشند. در گروه نانو مواد دوبعدي مي‌توان به گرافن، قوي‌ترين ماده طبيعي دنيا و بور نيتريد شش ضلعي تك لايه ، قوي‌ترين ماده‌اي كه بشر در آزمايشگاه توليد نموده است اشاره نمود. در اين پژوهش با تكيه‌بر نوآوري شبيه‌سازي ديناميك مولكولي و مكانيك كوانتومي از طريق محاسبات رايانه‌اي، مطالعاتي در خصوص متغيرهاي تأثيرگذار بر خواص مكانيكي اين دو نانو ماده دوبعدي و تأثير افزودن آن‌ها به ماتريس سيماني انجام گرديده است. ازجمله مواردي كه مورد بررسي قرارگرفته است مي‌توان به خواص رفتاري نانو ذرات دوبعدي در ماتريس سيماني، انرژي برهمكنش بين‌مولكولي و خواص مكانيكي نانو كامپوزيت شبيه‌سازي شده اشاره نمود. در اين پروسه با عامل‌دار نمودن نانو ذرات دوبعدي عملكرد تقويت‌كنندگي به شكل قابل توجه‌اي بهبود مي‌يابد، با بررسي عوامل تأثير گذاري مانند در صد گروه‌هاي عاملي، نوع گروه‌هاي عاملي، محل قرارگيري گروه‌هاي عاملي بر روي نانو مواد دوبعدي رفتار بهينه اين نانو ذرات در ماتريس سيماني شناسايي گرديده است. نتايج حاصل‌شده نشان مي‌دهد كه صفحه گرافن به دليل عدم تعاملات الكتروني با ساختار سيمان، اثر تقويت‌كنندگي قابل ملاحظه‌اي در كامپوزيت سيماني ايجاد نمي‌كند. از سوي ديگر بور نيتريد شش ضلعي تك لايه به‌واسطه وجود نيتروژن در الگوي اتمي خود مقداري تمايلات قطبي در ساختارش وجود دارد كه مي‌تواند با اتم‌هاي كلسيم در سيمان تعاملات الكتروني داشته باشد و اثرات قابل ملاحظه‌اي در خواص سيمان ايجاد نمايد. در فرآيند كلي نتايج شبيه‌سازي‌هاي صورت گرفته، هنگامي‌كه گروه‌هاي عاملي به‌صورت بهينه روي سطح و كناره نانو ذرات گرافن و بور نيتريد شش ضلعي تك لايه اعمال مي‌گردند قادر هستند عملكرد تقويت‌كنندگي را در ماتريس سيماني به‌صورت قابل توجهي افزايش دهند.
شماره ركورد
192597
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
سازه
استاد راهنما
دكتر اصغر حبيب نژاد كورايم