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石墨烯涂层对单晶铜纳米立方体在不同纳米压痕模式下塑性变形的影响

DOI：10.1016/j.matchemphys.2018.12.028 期刊：Materials Chemistry and Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 通过分子动力学模拟纳米压痕实验，研究了石墨烯涂层在不同压痕条件下对铜（Cu）基体塑性变形的影响。结果表明：在位移控制压痕中，石墨烯涂层能显著增强铜基体的承载能力，且该增强效应随石墨烯层数从单层增至三层而递增；同时压痕速度的提升会导致载荷力增大，引发更剧烈、快速的塑性变形。在载荷控制压痕中，石墨烯涂层可?；ね迕馐芡饬λ鹕耍嗤睾上缕浞阑つ芰λ娌闶鲋寥愣銮?。此外，较大载荷力有助于平衡状态下压入深度的增加。本研究为理解石墨烯覆盖层影响下的塑性变形机制提供了新认识。
作者： Weixiang Peng，Kun Sun，Meng Zhang，Junqin Shi，Juan Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用分子动力学模拟研究石墨烯涂层对单晶铜纳米立方体在不同纳米压痕模式下塑性变形的影响。

研究成果

石墨烯涂层显著提升了铜基体在位移控制压入中的承载能力，其增强效果与层数成正比；在载荷控制压入中则通过分散应力和降低压入深度来?；せ?。更高的压入速度和载荷会导致塑性变形加剧。该研究揭示了石墨烯在纳米压痕中发挥?；び肭炕饔玫幕?。

研究不足

模拟在10K的低温下进行，可能无法代表室温或更高温度条件。该模型假设石墨烯涂层完美无缺且铜无缺陷，可能未考虑实际中的不完美情况。压头被建模为刚性体，忽略了潜在变形。研究聚焦于单晶铜，限制了其对多晶材料的适用性。

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