Micro-deformation behavior of graphene-reinforced aluminum-based nanocomposites under torsional loading
Abstract
本文采用分子动力学模拟，构建纯铝及含0.5 vol%的1-3层石墨烯0°、90°嵌入的石墨烯增强铝基纳米复合材料（Gr/Al nanocomposites）的7种模型，探究Gr/Al nanocomposites扭转载荷下微观变形行为。仿真结果表明，石墨烯显著影响铝基的扭转力学响应：石墨烯通过机械互锁与电子-声子耦合降低体系势能、平缓动能，含石墨烯的纳米复合材料体系剪切应力波动更剧烈、极值更大； 0°嵌入时随层数增加影响更显著，3层石墨烯0°嵌入（3-Gr-0°）在540°-610°附近应力极端值突出，表明3-Gr-0°可承受更大的扭转载荷。进一步研究发现，3-Gr-0°中石墨烯对铝原子近短程和长程有序性的破坏作用更明显，阻碍位错传播，使初始位错角度增大，位错类型仍以Shockly为主。本研究为该类复合材料结构设计与性能优化提供理论参考。
Fields of Study & Subjects
Aluminum Alloys Composites Properties
Graphene research and applications
Advanced ceramic materials synthesis
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 6
- Publication date
- 1 January 2026