碳纳米管和石墨烯增强铝基复合材料纳米压痕分子动力学模拟

编号：NMJS09347

篇名：碳纳米管和石墨烯增强铝基复合材料纳米压痕分子动力学模拟

作者：舒巧囡 贾振东 曹遴 李金山 陈彪

关键词： 碳纳米管 石墨烯 铝基复合材料 分子动力学模拟 纳米压痕

机构： 西北工业大学凝固技术国家重点实验室

摘要： 碳纳米管(CNT)和石墨烯(Gr)分别是一维和二维碳纳米材料的代表,是金属基复合材料(MMCs)中常用的两种增强材料。通过对相同结构的CNT和Gr增强铝(Al)基复合材料(即CNT/Al和Gr/Al)的纳米压痕行为进行分子动力学模拟,探究CNT和Gr对铝基复合材料的抗压增强效果与压痕变形行为。结果表明,Gr/Al在纳米压痕过程中的塑性变形量明显小于CNT/Al,而CNT/Al在压痕深度较大时会出现CNT凹陷行为。Gr对于位错的阻碍作用明显优于CNT,且Gr/Al中的不可动位错比例随压痕深度增加而增大,能够进一步提高位错强化作用。因此,Gr/Al的综合抗压性能和阻碍基体发生较大形变的能力要优于CNT/Al。