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石墨烯涂层对铝基体压痕性能的影响

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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.
Effect of graphene coating on indentation properties of aluminum matrix

华军、郭融、任旭亮、刘秦龙、赵冬

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西安建筑科技大学 理学院 力学系,西安 710075

石墨烯/铝复合材料 分子动力学 压痕 涂层 位错

西安建筑科技大学校人才科技基金

DB12062

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20210819.006

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(7)
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