Etude multi-échelles de l'influence de la décohésion interfaciale sur la piézorésistivité de nanocomposites polymère/graphène
| Autor: | Xiaoxin Lu, Fabrice Detrez, Julien Yvonnet, Jinbo Bai |
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| Přispěvatelé: | Detrez, Fabrice, Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (MSSMat), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Modélisation et Simulation Multi-Echelle (MSME), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
Interfaces imparfaites
Modèle de zone cohesive [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph] Polymère/graphène nanocomposites Couplage electro-mécanique [SPI.MECA.MEMA] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph] |
| Zdroj: | 24ème Congrès Français de Mécanique (CFM 2019) 24ème Congrès Français de Mécanique (CFM 2019), Aug 2019, Brest, France HAL |
| Popis: | A multiscale strategy is proposed to study the role of interfacial decohesion on the piezoresistive properties of graphene/polymer nanocomposite. A cohesive zone model is identified by atomistic simulations. This cohesive zone model enriches imperfect interfaces, which model graphene sheets, at mesoscale in our continuum mechanical model. This nonlinear mechanical model is used to generate deformed representative volume element to study influence of strain and interfacial decohesion on the conductivity of graphene/polymer nanocomposites. The effective conductivity is studied with an electric continuum model at mesoscale that incorporates the tunneling effect. A conductor-insulator transition is observed for elongations above 2% for graphene volume fraction just above the percolation threshold. The transition appears for an elongation of 8% instead of 2%, when the interfacial decohesion is removed. Une stratégie multi-échelles est proposée pour étudier le rôle de la décohésion interfaciale sur les pro-priétés piézorésistives du nanocomposite graphène/polymère. L'effet piézorésistif est la modification de la résistivité électrique lorsque des contraintes mécaniques sont appliquées. Premièrement, un modèle de zone cohésive est identifié à l'aide de simulations atomistiques. Ce modèle de zone cohésive sert à enrichir le modèle d'interfaces imparfaites, modélisant les graphènes, à l'échelle mésoscopique de notre modèle de mécanique. Ce modèle non linéaire est utilisé pour générer des Volumes Elémentaires Re-présentatifs déformés afin d'étudier l'influence de la déformation et de la décohésion interfaciale sur la conductivité des nanocomposites polymère/graphène. La conductivité effective est étudiée avec un mo-dèle électrique continue à l'échelle mésoscopique incorporant l'effet tunnel. Une transition conducteur-isolant est observée pour des allongements supérieurs à 2% pour la fraction volumique de graphène juste au-dessus du seuil de percolation. La transition apparaît pour un allongement de 8% au lieu de 2%, lorsque la décohésion interfaciale est négligée. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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