独立式与复合三维石墨泡沫的压缩行为及失效机制
材料科学
2018-12-12 v1
摘要
采用镍模板通过化学气相沉积制备了开孔石墨泡沫，并测量了其在一系列相对密度下的压缩响应。其力学响应需要借助跨越 3 个不同长度尺度的分层微力学模型来解释。弹性模量和屈服强度相对于相对密度的幂律标度表明，石墨泡沫的孔壁通过弯曲变形。泡沫单胞的长度尺度由构成孔壁的支杆长度决定，称为 I 级。孔壁由中空三角形管构成，这些支杆状管的弯曲涉及管壁轴向拉伸，该长度尺度称为 II 级。进而，管壁形成波浪状堆叠的石墨层，当管壁承受轴向拉伸时，这种波纹引起石墨层间的层间剪切。管壁厚度定义了第三长度尺度，称为 III 级。我们表明，添加薄而柔性的 Al2O3 陶瓷支架可增强泡沫的刚度与强度，同时保持幂律标度。该分层模型为以新兴二维层状固体作为孔壁的泡沫的力学性能提供了新见解。
引用
@article{arxiv.1812.04297,
title = {Compressive Behavior and Failure Mechanisms of Freestanding and Composite 3D Graphitic Foams},
author = {Kenichi Nakanishi and Adrianus I. Aria and Matthew Berwind and Robert S. Weatherup and Christoph Eberl and Stephan Hofmann and Norman A. Fleck},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04297},
year = {2018}
}