碳納米管和石墨烯增強鋁基復合材料納米壓痕分子動力學模擬

編號：NMJS09347

篇名：碳納米管和石墨烯增強鋁基復合材料納米壓痕分子動力學模擬

作者：舒巧囡 賈振東 曹遴 李金山 陳彪

關鍵詞： 碳納米管 石墨烯 鋁基復合材料 分子動力學模擬 納米壓痕

機構： 西北工業(yè)大學凝固技術國家重點實驗室

摘要： 碳納米管(CNT)和石墨烯(Gr)分別是一維和二維碳納米材料的代表,是金屬基復合材料(MMCs)中常用的兩種增強材料。通過對相同結構的CNT和Gr增強鋁(Al)基復合材料(即CNT/Al和Gr/Al)的納米壓痕行為進行分子動力學模擬,探究CNT和Gr對鋁基復合材料的抗壓增強效果與壓痕變形行為。結果表明,Gr/Al在納米壓痕過程中的塑性變形量明顯小于CNT/Al,而CNT/Al在壓痕深度較大時會出現(xiàn)CNT凹陷行為。Gr對于位錯的阻礙作用明顯優(yōu)于CNT,且Gr/Al中的不可動位錯比例隨壓痕深度增加而增大,能夠進一步提高位錯強化作用。因此,Gr/Al的綜合抗壓性能和阻礙基體發(fā)生較大形變的能力要優(yōu)于CNT/Al。