石墨烯是一種具有優(yōu)異性能的二維碳材料，由于其出色的機(jī)械性能 、非凡的電子遷移率和奇特的熱性能等，被廣泛應(yīng)用于材料基體復(fù)合領(lǐng)域。大量實(shí)驗(yàn)表明，石墨烯可以有效強(qiáng)化金屬基體，制造出各種具有優(yōu)異機(jī)械性能的石墨烯金屬基復(fù)合材料。石墨烯主要是通過(guò)影響金屬-石墨烯界面附近的位錯(cuò)并使位錯(cuò)在這些界面附近堆積，來(lái)強(qiáng)化金屬基復(fù)合材料 (MMC)機(jī)械性能。石墨烯納米板的橫向尺寸對(duì)石墨烯增強(qiáng) MMC 的機(jī)械性能有顯著影響，然而過(guò)往研究結(jié)果卻有著關(guān)于石墨烯層的橫向尺寸與其強(qiáng)化效率之間關(guān)系的不同結(jié)論。

(a)-(d)分別代表壓痕深度為 10 ?、10.2 ?、10.6 ?和11 ? 時(shí)位錯(cuò)的演變及應(yīng)力分布

　　日前，廣東省科學(xué)院新材料研究所復(fù)合材料研究中心與湖南大學(xué)材料學(xué)院、上海交通大學(xué)金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)共同研究，在計(jì)算模擬金屬基復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)制研究方面取得進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了石墨烯片的尺寸效應(yīng)，并揭示了尺寸效應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理。研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用分子動(dòng)力學(xué)模擬構(gòu)建嵌入鋁（Al） 基體中的五層石墨烯片組成的 MMC，并且改變石墨烯層的橫向尺寸以研究尺寸效應(yīng)。研究表明基于強(qiáng)化效果考量，在金屬基復(fù)合材料中石墨烯增強(qiáng)相存在一個(gè)最佳尺寸，這主要是石墨烯對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻礙帶來(lái)的強(qiáng)化與石墨烯釋放位錯(cuò)及傳遞載荷帶來(lái)的軟化互相競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致。

　　相關(guān)結(jié)果以“Size effects of graphene sheets on the strengthening mechanism of Al-graphene composites: A molecular dynamics study”為題發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Applied Surface Science》。新材料所和湖南大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生裘兆麟為第一作者，新材料所材料基因工程團(tuán)隊(duì)張志波博士和湖南大學(xué)胡望宇教授為共同通訊作者。

（省科學(xué)院新材料研究所/供稿）