基于分子动力学研究的功能梯度镍铝合金力学性能探究
材料科学
2020-04-14 v1
摘要
功能梯度材料(FGMs)因其独特的力学、热学和电学性能(可通过沿体积逐渐改变成分加以利用)而受到全球研究人员和科学界的广泛关注。这使得 FGM 成为面向特定用途的多功能材料(性能沿某一方向连续变化),且不产生任何相界面,从而优于其复合材料对应物。本文中,我们采用分子动力学(MD)方法,通过施加单轴拉伸研究具有 Ni 涂层的功能梯度 Ni-Al 合金的力学性能。镍-铝(Ni-Al)合金因其显著的力学和热学性能已在工业中广泛使用。我们的目标是探究当改变梯度函数(线性、椭圆和抛物)、温度和晶体学方向时材料行为的差异。我们还观察到不同梯度函数在不同温度下的不同失效机制。细致观察表明,椭圆梯度 Ni-Al 合金在低温下具有较高抗拉强度,而在高温下,抛物梯度具有最高抗拉强度。此外,在任何温度下,抛物梯度 Ni-Al 合金均表现出优于椭圆和线性对应物的弹性。而且,还观察到该合金的 [111] 晶体学方向比其他任何晶体学方向对失效具有更强的抵抗能力。研究发现晶格无序对功能梯度材料(FGMs)的力学性能有显著影响。本文详述了通过沿不同梯度函数改变材料成分,在分子层面调控杨氏模量、塑性和屈服强度等力学性能的途径。
引用
@article{arxiv.2004.05651,
title = {Investigation on the Mechanical Properties of Functionally Graded Nickel and Aluminium Alloy by Molecular Dynamics Study},
author = {Shailee Mitra and Md. Habibur Rahman and Mohammad Motalab and Tawfiqur Rakib and Pritom Bose},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.05651},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 8 figures