Superhardness in nanotwinned boron carbide: a molecular dynamics study

碳化硼 材料科学 脆性 陶瓷 复合材料 无定形固体 碳化物 氮化硼 剪切带 分子动力学 剪切(地质) Crystal(编程语言) 结晶学 计算化学 化学 程序设计语言 有机化学 计算机科学
作者
Liping Shi,Hongchi Zhang,Xiaoliang Ma,Lin Yang,Yesheng Zhong,Xiaodong He
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:25 (29): 19585-19595
标识
DOI:10.1039/d3cp02023a
摘要

Boron carbide ceramics are often considered ideal materials for lightweight bulletproof armor, but their anomalous brittle failure at hypervelocity impact limits their use. Recent experiments have reported that nanotwins are ubiquitous in boron carbide and that nanotwinned samples are harder than the twin-free boron carbide, but although the strengthening effect of nanotwins on metals and alloys is well-established, their role in boron carbide ceramics is not well understood. In this study, we used classical molecular dynamics simulations to investigate how nanoscale twins affect the mechanical properties of boron carbide ceramics. Our classical molecular dynamics results show that introducing nanotwins in boron carbide can increase the shear strength limit by 19.72%, reduce the number of amorphized atoms, and narrow the width of the amorphous shear band. Under indentation load, nanotwins can also increase the compressive shear strength limit of boron carbide by 15.97% and change the crystal formation direction and region of the amorphous shear band. These findings suggest that twin boundaries can hinder the expansion of the amorphous shear band and provide a new design idea for improving the impact resistance of boron carbide ceramics and avoiding their abnormal brittle failure.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
1秒前
柒八染完成签到,获得积分10
1秒前
wsljc134完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
善良香岚完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
2秒前
123发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
不安太阳完成签到,获得积分10
3秒前
t_suo完成签到,获得积分10
3秒前
bioinforiver完成签到,获得积分10
3秒前
乐观跳跳糖完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
WxChen发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
酷炫的香魔完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
NexusExplorer应助无奈满天采纳,获得10
4秒前
qwt_hello完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
海涛完成签到,获得积分10
5秒前
星星发布了新的文献求助10
6秒前
qq完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
中央戏精学院完成签到,获得积分10
6秒前
寒冷依秋完成签到,获得积分10
6秒前
彭于晏应助jogrgr采纳,获得10
6秒前
思源应助momo采纳,获得10
7秒前
guozi应助yi采纳,获得10
7秒前
科研通AI2S应助鲤鱼凛采纳,获得10
7秒前
7秒前
kumarr发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
时尚语梦发布了新的文献求助10
7秒前
苹果酸奶完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107752
关于积分的说明 9286499
捐赠科研通 2805513
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539954
邀请新用户注册赠送积分活动 716878
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709759