金属学报

作者：周丽, 张明远, 杨欣盛, 刘振宇, 王全兆, 肖伯律, 马宗义

单位：1 烟台大学 机电汽车工程学院 烟台 264005；2 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016

关键词：构型,有限元模拟,石墨烯纳米片/2009Al复合材料,热膨胀系数,

基金：国家自然科学基金项目(51931009);国家自然科学基金项目(52120105001);山东省自然科学基金项目(ZR2023ME097)

石墨烯纳米片/Al复合材料热特性与其微观组织密切相关，但尚缺系统性的从微观结构模拟到热学性能预测。本工作利用有限元软件ABAQUS建立了微观石墨烯纳米片/2009Al复合材料三维模型，分析了石墨烯纳米片分布形式、几何构型和体积分数对复合材料热膨胀系数的影响。结果表明，复合材料的热膨胀系数受石墨烯纳米片的分布形式影响较小。只有当石墨烯纳米片在基体内的分布形式为2簇时，热膨胀系数比其他分布形式小。石墨烯纳米片几何构型和体积分数对热膨胀系数影响明显。随着石墨烯纳米片体积分数的增加，复合材料热膨胀系数逐渐减小。与基体相比，当复合材料中石墨烯纳米片的体积分数为2.5%，且呈集聚分布时，热膨胀系数下降幅度最大，约为27%。通过与实验结果对比，验证了模型的正确性。

来源：2024年第7期

《金属学报》期刊编辑部

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