玻璃碳的演变来源于树脂的热解
Josh Kemppainen1, Ivan Gallegos1, Aaron S Krieg1
1Michigan Technological University, Houghton, Michigan 49931, United States.
ACS applied engineering materials
|November 2, 2023
概括
研究人员使用反应分子动力学 (MD) 模拟模型建模了玻璃碳 (GC). 这种经过验证的计算方法有助于设计用于高温应用的先进碳碳复合材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算化学的计算化学
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 玻璃碳 (GC) 是高温应用中的关键材料.
- 树脂是GC合成的有前途的前体.
- 对GC形成的准确建模对于材料设计至关重要.
研究的目的:
- 使用反应分子动力学 (MD) 模拟,模拟由烧化树脂衍生的玻璃碳.
- 为了验证MD模拟协议对聚合和热解阶段的有效性.
- 为设计新型碳-碳复合材料前体建立一个计算框架.
主要方法:
- 用反应分子动力学 (MD) 模拟来建模 furan 树脂的聚合和随后的热解.
- 通过将预测的特性 (密度,扬模量,碳含量,sp2碳含量,晶体尺寸,堆叠高度和间距) 与来自文献的实验数据进行比较,验证了模拟协议.
主要成果:
- 用于固化树脂的MD模拟协议在实验密度和Young的模量上得到了验证.
- MD热解模拟协议准确预测了树脂衍生GC的关键结构和组成特性,与文献价值保持一致.
- 该研究建立了可靠的树脂衍生玻璃碳建模方法.
结论:
- 开发的反应型MD模拟方法已被验证用于模拟树脂的玻璃碳形成.
- 这种计算方法可以加速先进的碳碳复合材料前体材料的设计和开发.
- 这些发现支持在热保护系统和其他高温环境中使用下一代材料的建模.
