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dc.contributor.author
García Vidable, Gonzalo Nahuel
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dc.contributor.author
Gonzalez, Rafael Ignacio
dc.contributor.author
Valencia, Felipe
dc.contributor.author
Amigo, Nicolás
dc.contributor.author
Tramontina Videla, Diego Ramiro
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dc.contributor.author
Bringa, Eduardo Marcial
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dc.date.available
2023-02-14T12:32:07Z
dc.date.issued
2022-06
dc.identifier.citation
García Vidable, Gonzalo Nahuel; Gonzalez, Rafael Ignacio; Valencia, Felipe; Amigo, Nicolás; Tramontina Videla, Diego Ramiro; et al.; Simulations of plasticity in diamond nanoparticles showing ultrahigh strength; Elsevier Science SA; Diamond And Related Materials; 126; 6-2022; 1-35
dc.identifier.issn
0925-9635
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/187880
dc.description.abstract
We use molecular dynamics (MD) simulations to deform single crystal spherical carbon nanoparticles (NP), 4–45 nm diameter, with a hard, flat indenter, compressing along the [001] direction. There is no clear amorphization nor phase change in the NP, but there is significant deformation, with bent crystalline planes, and many atoms that retain sp3 coordination, but are no longer recognized as having diamond structure by different structure-identification methods. Machine-learning is used to improve diamond-structure identification. The NP deforms laterally, and volumetric strain is ~0.1 when the uniaxial strain is ~0.5. Poisson's ratio increases with strain, and the elastic limit is reached at 0.2–0.3 strain, at a contact pressure of ~150 GPa. For NPs above 5 nm, dislocations appear and are mostly (1/2)<110>{111} full dislocations, with a few partial dislocations for larger nanoparticles, without twinning. These results agree with the recent observation of plastic deformation in diamond nanopillars. Small NP display elastic modulus, yield stress and hardness increasing with NP size, but NPs with diameter larger than 25 nm display an approximately constant dislocation and dislocation junction density, which leads to a plateau in the hardness versus NP size, at ~150 GPa, close to bulk diamond. Diamond nanoparticles could provide high strength thin coatings, lighter than full-density nanotwinned diamond but with nearly the same strength.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Elsevier Science SA
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights
Atribución-NoComercial-CompartirIgual 2.5 Argentina (CC BY-NC-SA 2.5 AR)
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
DIAMOND
dc.subject
DISLOCATIONS
dc.subject
INDENTATION
dc.subject
NANOPARTICLES
dc.subject
PLASTICITY
dc.subject.classification
Otras Nanotecnología
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dc.subject.classification
Nanotecnología
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.subject.classification
Física de los Materiales Condensados
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dc.subject.classification
Ciencias Físicas
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dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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dc.title
Simulations of plasticity in diamond nanoparticles showing ultrahigh strength
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2023-02-09T15:33:36Z
dc.journal.volume
126
dc.journal.pagination
1-35
dc.journal.pais
Países Bajos
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dc.journal.ciudad
Amsterdam
dc.description.fil
Fil: García Vidable, Gonzalo Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad de Mendoza. Facultad de Ingenieria; Argentina
dc.description.fil
Fil: Gonzalez, Rafael Ignacio. Universidad Mayor.; Chile. Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology; Chile
dc.description.fil
Fil: Valencia, Felipe. Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology; Chile. Universidad Catolica de Maule; Chile
dc.description.fil
Fil: Amigo, Nicolás. Universidad Mayor.; Chile
dc.description.fil
Fil: Tramontina Videla, Diego Ramiro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad de Mendoza. Facultad de Ingenieria; Argentina
dc.description.fil
Fil: Bringa, Eduardo Marcial. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad de Mendoza. Facultad de Ingenieria; Argentina. Universidad Mayor.; Chile
dc.journal.title
Diamond And Related Materials
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925963522002916
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109109
Archivos asociados