石墨烯纳米复合材料的失效与尺度效应
材料科学
2018-10-10 v1
摘要
本工作提出对聚合物/石墨烯纳米复合材料结构强度的尺度效应进行研究。为此，对具有不同石墨烯含量的几何缩放单边缺口弯曲（SENB）试样进行了断裂试验，以研究纳米改性对尺度效应的影响。结果表明，虽然原始聚合物的强度根据线弹性断裂力学（LEFM）进行缩放，但纳米复合材料并非如此，即使石墨烯含量极低也是如此。事实上，小试样表现出更明显的延性，缩放有限且显著偏离 LEFM，而较大试样表现出更脆的行为，其名义强度的缩放更接近 LEFM 预测值。这种行为是由于断裂过程区（FPZ）尺寸相对于试样尺寸显著较大所致，需要认真考虑。实际上，研究表明，对于本工作所研究的试样尺寸，忽略 FPZ 的非线性效应会导致断裂能低估高达 113%，该误差随试样尺寸增大而减小。
引用
@article{arxiv.1702.05828,
title = {Failure and Scaling of Graphene Nanocomposites},
author = {Cory Hage Mefford and Yao Qiao and Marco Salviato},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.05828},
year = {2018}
}