石墨烯涂层对铝基体压痕性能的影响

摘要：

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.

关键词：石墨烯/铝复合材料、分子动力学、压痕、涂层、位错

所属期刊栏目：39

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：西安建筑科技大学校人才科技基金资助项目DB12062

在线出版日期：2022-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3652-3662