Desvelación de los mecanismos de deformación plástica de carbono como el diamante bajo nanoindentación utilizando...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Tribología
• Física computacional

Sus antecedentes:

• El carbono similar al diamante (DLC) exhibe propiedades mecánicas excepcionales cruciales para la tribología.
• Comprender los mecanismos de deformación, particularmente el comportamiento plástico, en DLC avanzado es un desafío.

Objetivo del estudio:

• Para investigar los mecanismos de deformación a nivel atómico de DLC bajo nanoindentación utilizando simulaciones de dinámica molecular (MD).
• Para aclarar el papel del volumen libre y los estados de hibridación en la plasticidad del DLC.

Principales métodos:

• Se realizaron simulaciones de dinámica molecular atómica (DM) para modelar la nanoindentación en DLC.
• El análisis incluyó tensiones de corte, desplazamientos atómicos, estados de hibridación, tensores de tensión y agrupación atómica.

Principales resultados:

• La plasticidad comienza en regiones con alto volumen libre, específicamente en sitios sp2-C dentro de estructuras sp3-C.
• La deformación implica reordenamientos atómicos discretos y transiciones dinámicas y parcialmente reversibles entre los estados de hibridación de carbono (sp2, sp3).
• La transición de sp2 a sp3, facilitada por las transformaciones de corte, se produce en un umbral de tensión más bajo de lo previsto.

Conclusiones:

• Este estudio proporciona información fundamental sobre los orígenes y los mecanismos de la plasticidad en el DLC.
• Los hallazgos sugieren vías potenciales para modificar el DLC para mejorar su rendimiento mecánico.