تاثیر تجمع صفحات گرافن روی مکانیزم قفل شدن نابجایی ها در کامپوزیت نانو چندلایه آلومینیوم/گرافن: مطالعه شبیه سازی دینامیک مولکولی

نانو ساختارهای چندلایه آلومینیوم/گرافن دارای اثر تقویتی و سفت کننده بسیار خوبی در کامپوزیت های آلومینیوم می باشند. لایه های گرافن به طور موثر مانع از رشد و حرکت نابجایی ها در زمینه آلومینیوم می شوند؛ بنابراین، خطوط نابجایی بیشتر و کوتاه تر در زمینه آلومینیوم بین لایه های گرافن رخ می دهد. در این مقاله، بارگذاری کششی بر روی نانو کامپوزیت های چندلایه آلومینیوم/گرافن با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه مکانیزم قفل شدگی نابجایی ها و اثر تقویتی و سفت کنندگی آن انجام شده است. هسته زایی، گسترش و حرکت نابجایی ها در زمینه آلومینیوم تحت کشش مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان داد که مکانیزم تقویت زمینه آلومینیوم شامل افزایش تراکم نابجایی ها و انتقال تنش برشی است. علاوه بر این، اثرات تقویتی و سفت کنندگی به عنوان تابعی از فاصله بین صفحات گرافن (فاصله صفحات 14-4 آنگستروم) نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فاصله صفحات گرافن نقش موثری در ایجاد مکانیزم قفل شدگی نابجایی ها در زمینه آلومینیوم دارند. کاهش صفحات گرافن سبب افزاش خواص مکانیکی زمینه آلومینیوم به سبب ایجاد مکانیزم قفل شدگی نابجایی می شود که این امر می تواند با شروع تجمع صفحات گرافن محدود شود. درنتیجه پله های سطحی پایدار در فاصله 12-10 آنگستروم بین صفحات گرافن توسط نابجایی ها با استحکام تسلیم حدودی GPa 14 و کرنش تسلیم 0/065 به دست آمد.