复合材料学报

作者：华军, 郭融, 任旭亮, 刘秦龙, 赵冬,

关键词：石墨烯/铝复合材料, 分子动力学, 压痕, 涂层, 位错,

石墨烯作为一种新型增强材料，在增强金属的力学性能方面有广阔的应用前景。利用分子动力学模拟，计算了单晶铝(Al)及单、双层石墨烯涂层铝(Gr/Al)的纳米压痕响应。研究了Al和Gr/Al在球形压头下的压痕性能，并对其压痕力学行为进行分析，以探究压痕作用下Gr涂层对Al基体性能的影响。结果表明，Gr涂层显著增强了Al基体的承载能力，并且提高了其硬度和折合弹性模量。通过分析材料变形行为、内部应力及位错扩展发现，Gr提高Al基体压痕性能的原因主要有两个：一是Al基体在Gr涂层的“托举作用”下承载面积的大幅增加；二是Gr涂层改变了Al基体中位错的扩展。通过对比单、双层Gr涂层下Al基体的压痕性能，发现增加Gr层数可以提高整个系统的承载能力，但减小了系统的临界压深。

来源：2022年第7期

《复合材料学报》期刊编辑部

查看复合材料学报杂志2022年第7期