Quantitative prediction of the fracture toughness of amorphous carbon from atomic-scale simulations

نویسندگان

چکیده

Fracture is the ultimate source of failure amorphous carbon (a-C) films, however it challenging to measure fracture properties a-C from nano-indentation tests and results reported experiments are not consistent. Here, we use atomic-scale simulations make quantitative mechanistic predictions on a-C. Systematic large-scale K-field controlled crack propagation performed for samples with densities $\rho=2.5, \, 3.0 \text{ } 3.5~\text{g/cm}^{3}$ created by liquid quenches a range quench rates $\dot{T}_q = 10 - 1000~\text{K/ps}$. The show that propagates nucleation, growth, coalescence voids. Distances $ \approx 1\, \text{nm}$ between nucleated voids result in brittle-like toughness. We growth criterion proposed Drugan, Rice \& Sham estimate steady-state toughness based our short crack-length simulations. values $2.4-6.0\,\text{MPa}\sqrt{\text{m}}$ initiation $3-10\,\text{MPa}\sqrt{\text{m}}$ within experimentally range. These findings demonstrate can provide quantitatively predictive even materials ductile mechanism.

برای دانلود رایگان متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

Prediction of Mode II of Fracture Toughness in Laminate Composites

In this paper, effects of ply orientation of adjacent plies with (ϕ//θ) interfaces on mode II critical strain energy release rate (fracture toughness) of multidirectional (MD) laminate has been studied. Ply orientation of adjacent plies is one of the most important parameters affects the mode II critical strain energy release rate () in the initiation of the delamination. To  study this paramet...

متن کامل

the effect of traffic density on the accident externality from driving the case study of tehran

در این پژوهش به بررسی اثر افزایش ترافیک بر روی تعداد تصادفات پرداخته شده است. به این منظور 30 تقاطع در شهر تهران بطور تصادفی انتخاب گردید و تعداد تصادفات ماهیانه در این تقاطعات در طول سالهای 89-90 از سازمان کنترل ترافیک شهر تهران استخراج گردید و با استفاده از مدل داده های تابلویی و نرم افزار eviews مدل خطی و درجه دوم تخمین زده شد و در نهایت این نتیجه حاصل شد که تقاطعات پر ترافیک تر تعداد تصادفا...

15 صفحه اول

construction and validation of the translation teacher competency test and the scale of students’ perceptions of translation teachers

the major purpose of this study was to develop the translation teacher competency test (ttct) and examine its construct and predictive validity. the present study was conducted in two phases: a qualitative phase as well as a quantitative phase. in the first phase of the study, the author attempted to find out the major areas of competency required for an academic translation teacher. the second...

Fracture toughness of calcium–silicate–hydrate from molecular dynamics simulations

a Physics of AmoRphous and Inorganic Solids Laboratory (PARISlab), Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Los Angeles, CA 90095, United States b Concrete Sustainability Hub, Department of Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, United States c MIT-CNRS Joint Laboratory at Mass...

متن کامل

the role of russia in transmission of energy from central asia and caucuses to european union

پس ازفروپاشی شوروی،رشد منابع نفت و گاز، آسیای میانه و قفقاز را در یک بازی ژئوپلتیکی انرژی قرار داده است. با در نظر گرفتن این منابع هیدروکربنی، این منطقه به یک میدانجنگ و رقابت تجاری برای بازی های ژئوپلتیکی قدرت های بزرگ جهانی تبدیل شده است. روسیه منطقه را به عنوان حیات خلوت خود تلقی نموده و علاقمند به حفظ حضورش می باشد تا همانند گذشته گاز طبیعی را به وسیله خط لوله مرکزی دریافت و به عنوان یک واس...

15 صفحه اول

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ژورنال

عنوان ژورنال: Physical Review Materials

سال: 2021

ISSN: ['2476-0455', '2475-9953']

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevmaterials.5.023602