重力与成分调制的 Al-Cu 纳米结构凝固及力学性能
材料科学
2025-09-04 v1
摘要
太空探索和人类定居离地面的未来依赖于深入理解空间制造工艺的原子尺度物理。独特的物理条件和稀缺的实验数据迫切需要稳健的计算模型来探讨凝固的原子尺度物理。本文提出分子动力学 (MD) 模型，考察 Al Cu 二元合金的凝固行为，聚焦于不同成分和重力水平（地球、月球、火星和微重力）对原子尺度凝固机制及其结果力学性能——尤其是硬度的影响。通过纳米压痕仿真评估硬度。研究确认重力显著影响 Al Cu 合金的凝固路径。值得注意的是，通过调节合金成分，可调制甚至反转重力的影响。此外，硬度对成分和重力都表现出耦合依赖，为面向外太空环境的组件从底层设计提供了前景。文章阐述了这些现象背后的纳米尺度物理机制，并概述了将此建模框架扩展至更广泛应用的未来方向。
引用
@article{arxiv.2509.02798,
title = {Gravity and Composition Modulated Solidification and Mechanical Properties of Al-Cu Nanostructures},
author = {Apurba Sarker and Sourav Saha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02798},
year = {2025}
}