Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2023, выпуск 9 » Статья стр. 1579
<<<>>>
Механические свойства и теплопроводность композитов на основе скомканного графена и наночастиц никеля: молекулярная динамика
DOI: 10.21883/FTT.2023.09.56256.101
Крылова К.А. 1,2, Сафина Л.Р. 1, Мурзаев Р.Т. 1, Щербинин С.А. 3,4, Баимова Ю.А. 1,5, Мулюков Р.Р. 1,2
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия
2Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия
3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
4Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
5Уфимский университет науки и технологий, Уфа, Россия
Email: bukreevakarina@gmail.com, saflia@mail.ru, murzaevrt@gmail.com, stefanshcherbinin@gmail.com, julia.a.baimova@gmail.com
Поступила в редакцию: 5 июня 2023 г.
В окончательной редакции: 20 июня 2023 г.
Принята к печати: 21 июня 2023 г.
Выставление онлайн: 3 сентября 2023 г.
PDF версия
Методом молекулярной динамики исследованы механические свойства и теплопроводность композита на основе скомканных чешуек графена и наночастиц никеля, полученного посредством высокотемпературного гидростатического сжатия. Поры графеновой матрицы композита заполнены наночастицами никеля разного размера (соответственно разное содержание Ni - 8, 16 и 24 at.%). Обнаружено, что увеличение количества никеля с одной стороны увеличивает теплопроводность композита, а с другой - уменьшает его прочность, поскольку прочность определяется наличием графеновой сетки, а теплопроводность - наличием проводящего металла. Полученные результаты по теплофизическим свойствам в сочетании с высокими механическими характеристиками композитов Ni/графен позволяют прогнозировать их применение для изготовления новой гибкой электроники, суперконденсаторов и литий-ионных аккумуляторов. Ключевые слова: скомканный графен, композит Ni/графен, механические свойства, коэффициент теплопроводности, молекулярная динамика. DOI: 10.21883/FTT.2023.09.56256.101
  1. М.М. Слепченков, П.В. Барков, О.Е. Глухова. ЖТФ 93, 4, 481 (2023)
  2. М.К. Рабчинский, А.Д. Трофимук, А.В. Швидченко, М.В. Байдакова, С.И. Павлов, Д.А. Кириленко, Ю.В. Кульвелис, М.В. Гудков, К.А. Шиянова, В.С. Коваль, Г.С. Петерс, В.Т. Лебедев, В.П. Мельников, А.Т. Дидейкин, П.Н. Брунков. ЖТФ 92, 12, 1853 (2022). [M.K. Rabchinskii, A.D. Trofimuk, A.V. Shvidchenko, M.V. Baidakova, S.I. Pavlov, D.A. Kirilenko, Yu.V. Kulvelis, M.V. Gudkov, K.A. Shiyanova, V.S. Koval, G.S. Peters, V.T. Lebedev, V.P. Melnikov, A.T. Dideikin, P.N. Brunkov. Tech. Phys. 67, 12, 1611 (2022)]
  3. А.Г. Шейнерман, С.А. Красницкий. ПЖТФ 47, 17, 37 (2021). [A.G. Sheinerman, S.A. Krasnitskii. Tech. Phys. Lett. 47, 12, 873 (2021)]
  4. J.A. Baimova, S.A. Shcherbinin. Materials 16, 1, 202 (2023)
  5. J. Wang, Z. Li, G. Fan, H. Pan, Z. Chen, D. Zhang. Scripta Mater. 66, 594 (2012)
  6. А.А. Леонов, Е.В. Абдульменова, М.А. Рудмин, Ц. Ли. Письма о материалах 11, 4, 452 (2021). [A.A. Leonov, E.V. Abdulmenova, M.A. Rudmin, J. Li. Lett. Mater. 11, 4, 452 (2021)]
  7. О.Ю. Курапова, И.В. Смирнов, Е.Н. Соловьева, И.Ю. Арчаков, В.Г. Конаков. Письма о материалах 10, 2, 164 (2020). [O.Y. Kurapova, I.V. Smirnov, E.N. Solovyeva, I.Y. Archakov, V.G. Konakov. Lett. Mater. 10, 2, 164 (2020)]
  8. O. Guler, N. Bav gci. J. Mater. Res. Technol. 9, 3, 6808 (2020)
  9. И.А. Завидовский, А.А. Хайдаров, О.А. Стрелецкий. ФТТ 12, 2075 (2022). [I.A. Zavidovskiy, A.A. Khaidarov, O.A. Streletskiy. Phys. Solid State 64, 8, 474 (2022)]
  10. D. Wei, J. Liang, Y. Zhu, Z. Yuan, N. Li, Y. Qian. Part. Part. Syst. Char. 30, 2, 143 (2013)
  11. X. Li, J. Natsuki, T. Natsuki. Physica E 124, 114249 (2020)
  12. Z.-S. Wu, G. Zhou, L.-C. Yin, W. Ren, F. Li, H.-M. Cheng. Nano Energy 1, 1, 107 (2012)
  13. C. Qiu, Y. Su, J. Yang, B. Chen, Q. Ouyang, D. Zhang. Compos. C 4, 100120 (2021)
  14. Y. Yang, M. Liu, J. Du, W. Zhang, S. Zhou, W. Ren, Q. Zhou, L. Shi. Carbon 191, 55 (2022)
  15. D. Rapp, S. Hocker, H. Lipp, S. Schmauder. Comput. Mater. Sci. 226, 112247 (2023)
  16. Y. Huang, Z. Yang, Z. Lu. Comp. Mater. Sci. 186, 109969 (2021)
  17. M. Yang, Y. Liu, T. Fan, D. Zhang. Prog. Mater. Sci. 110, 100652 (2020)
  18. N.-W. Pu, G.-N. Shi, Y.-M. Liu, X. Sun, J.-K. Chang, C.-L. Sun, M.-D. Ger, C.-Y. Chen, P.-C. Wang, Y.-Y. Peng, C.-H. Wu, S. Lawes. J. Power Sources 282, 248 (2015)
  19. A.Y. Galashev, O.R. Rakhmanova. Phys. Lett. A 384, 31, 126790 (2020)
  20. A.E. Galashev, L.A. Elshina, R.V. Muradymov. Russ. J. Phys. Chem. A 90, 2444 (2016)
  21. А.Е. Галашев, О.Р. Рахманова, Л.А. Елшина. Хим. физика 37, 6, 18 (2018). [A.E. Galashev, O.R. Rakhmanova, L.A. Elshina.  Russ. J. Phys. Chem. B 12, 3, 403 (2018)]
  22. L.R. Safina, J.A. Baimova, K.A. Krylova, R.T. Murzaev, S.S. Shcherbinin, R.R. Mulyukov. Phys. Status Solidi RRL 15, 1, 2100429 (2021)
  23. L.R. Safina, K.A. Krylova, J.A. Baimova. Mater. Today Phys. 28, 100851 (2022)
  24. Y. Zhang, F.M. Heim, J.L. Bartlett, N. Song, D. Isheim, X. Li. Sci. Adv. 5, 5, 1 (2019)
  25. L.R. Safina, J.A. Baimova, R.R. Mulyukov. Mech. Adv. Mater. Mod. Proc. 5, 2 (2019)
  26. E. Ganz, A.B. Ganz, L.-M. Yang, M. Dornfelda. Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 3756 (2017)
  27. K.A. Krylova, L.R. Safina, S.A. Shcherbinin, J.A. Baimova. Materials 15, 11, 4038 (2022)
  28. S.J. Stuart, A.B. Tutein, J.A. Harrison. J. Chem. Phys. 112, 14, 6472 (2000)
  29. K.P. Katin, V.S. Prudkovskiy, M.M. Maslov. Micro Nano Lett. 13, 2, 160 (2018)
  30. A.Y. Galashev, K.P. Katin, M.M. Maslov. Phys. Lett. A 383, 2--3, 252 (2019)
  31. M.I. Mendelev, M.J. Kramer, S.G. Hao, K.M. Ho, C.Z. Wang. Phil. Mag. 92, 35, 4454 (2012)
  32. C. de Tomas, I. Suarez-Martinez, N.A. Marks. Carbon 109, 681 (2016)
  33. V.E. Zalizniak, O.A. Zolotov. Mol. Simulat. 43, 17, 1 (2017)
  34. L.R. Safina, E.A. Rozhnova, R.T. Murzaev, J.A. Baimova. Appl. Sci. 13, 2, 916 (2023)
  35. W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten. J. Mol. Graphics 14, 1, 33 (1996)
  36. T. Wejrzanowski, M. Grybczuk, M. Chmielewski, K. Pietrzak, K.J. Kurzydlowski, A. Strojny-Nedza. Mater. Design 99, 163 (2016)
  37. C.Y. Ho, R.W. Powell, P.E. Liley. Thermal Conductivity of Selected Materials. U.S. Department of Commerce, National Bureau of Standards, Washington (1968). 180 p
  38. S.P. Yuan, P.X. Jiang. Int. J. Thermophys 27, 581 (2006)
  39. A.A. Le-Zakharov, A.M. Krivtsov, A.V. Porubov. Continuum Mech. Therm. 31, 1873 (2019)
  40. A.V. Verkhovtsev, S. Schramm, A.V. Solov'yov. Eur. Phys. J. D 68, 246 (2014)
  41. A.V. Savin, O.V. Gendelman. Phys. Rev. E 89, 012134 (2014)
  42. Z. Fan, A. Marconnet, S.T. Nguyen, C.Y. Lim, H.M. Duong. Int. J. Heat Mass Tran. 76, 122 (2014)
  43. Y. Zhong, M. Zhou, F. Huang, T. Lin, D. Wan. Solar Energy Mater. Solar C 113, 195 (2013)
  44. R.T. Murzaev, K.A. Krylova, J.A. Baimova. Materials 16, 3747 (2023)
  45. L. Cao, C. Wang, Y. Huang. Chem. Eng. J. 454, 140094 (2023)
  46. T. Zhang, X. Gao, J. Li, L. Xiao, H. Gao, F. Zhao, H. Ma. Defence Technology (2023). In press

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme