ИСТИНА

Изучение стабильности и механических характеристик композиционных материалов на основе ряда лёгких металлов (напр. Al, Mg) и сверхтонких алмазных плёнок (диаманов) актуально как в научном, так и в техническом плане. Высокие значения констант упругости диамана делают его перспективным кандидатом для использования в качестве наполнителя в композиционных материалах на основе металлов. В настоящей работе исследовались механические свойства нанокомпозита, полученного путем армирования алюминиевой матрицы алмазными нанолентами. Рассмотрен случай равномерного распределения нанолент в матрице Al в предположении, что такая конфигурация приведет к максимальному повышению механических характеристик. Нами была изучена стабильность диамановых нанолент и получены для них значения констант упругости в зависимости от их обратных ширин методом функционала плотности (density functional theory, DFT). После мы поместили диамановые ленты, убрав при этом все атомы водорода, в металлическую матрицу, изучили стабильность полученного композита, оценили энергии связей и упругие константы тонких алмазных пленок в зависимости от их обратных ширин, а также оценили критическое значение сдвигового напряжения углеродной наноструктуры внутри матрицы. Полученные результаты в сочетании с повышенной жесткостью узких нанолент позволяют предположить, что наноленты диамана можно рассматривать как перспективные наполнители для композитов с металлической матрицей. Также была проверена гипотеза о существовании структуры диамана без атомов H/F и вне металлической матрицы. Моделирование показало, что в таком случае структура диамана переходит в двухслойную графеновую ленту или нанотрубку. Все расчеты проводились с использованием программы VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package). Полученные данные позволят в дальнейшем проводить целенаправленные эксперименты для получения нанокомпозитов нового поколения, обладающих превосходящими физико-химическими характеристиками, которые могут быть использованы в широкой области деятельности в том числе в космической и оборонной промышленности.