Curvature-dependent interfacial energy and its effects on the elastic properties of nanomaterials

رابط های مواد را می توان به عنوان سطوح منحنی دو بعدی مورد توجه قرار داد زیرا ضخامت آنها در مقایسه با ابعاد مسطح آنها ناچیز است. شبیه سازی آزمایش ها و مواد نشان داده است که انرژی کششی رابط، نه تنها بر کرنش آن، بلکه بر روی انحنای آن بستگی دارد. در این مقاله، ابتدا، وابستگی منحنی انرژی بین فازی مورد مطالعه قرار گرفته است و فرمول انرژی بین فضایی فرموله شده است که دارای فرم ساده و معانی فیزیکی واضح است. بعد، مدل تنش رابط خطی کوچک تغییر شکل توسعه یافته است. این اثر انحنایی را بر روی انرژی بین فضایی بررسی می کند و نشان می دهد که معیارهای اساسی لاگرانژی رابط برای مطالعه مشکلات رابط، به ویژه اثر استرس رابط باقی مانده، مناسب و سودمند است. سپس، یک چارچوب میکرومکانیکی با در نظر گرفتن هر دو اثر رابط و توزیع اندازه ذرات برای پیش بینی خواص کششی نانوکامپوزیت ها پیشنهاد شده است. در نهایت، مدل رابط کاربری توسعه داده شده و روش میکرومکانیکی برای مطالعه مدول موثر کامپوزیت های تقویت شده نانوذرات استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که اثر انحنا باعث ایجاد وابستگی به اندازه بزرگتر از مدول موثر می شود و تأثیر میزان توزیع اندازه ذرات زمانی که پراکندگی شعاع ذرات بزرگ است، واضح می شود.