对Al/AlCu金属间化合物的界面机械性能的原子尺度模拟
Feng-Ning Xue1, Zhi-Qiang Hu1, Yong-Chao Wu1
1State Key Laboratory of Explosion Science and Safety Protection, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China. shao_jianli@bit.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|September 19, 2025
概括
这项研究表明,Al/Al2Cu/Al和Al/Al4Cu9/Al复合材料由于在接口上增强的键强度,显示出更好的机械性能. 然而,Al3Cu接口削弱了复合材料,突出了金属间化合物结构的关键作用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算材料科学科学 计算材料科学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- Al-Cu接口微结构对于材料性能至关重要.
- 了解它们的机械行为是技术应用的关键.
研究的目的:
- 为了研究Al/AlCu金属间化合物 (IMC) 层叠复合材料的机械行为.
- 使用机器学习分子动力学分析Al矩阵和各种AlCu合金接口之间的键强度.
主要方法:
- 使用了NEP机器学习分子动力学模拟方法.
- 专注于分析Al/AlCu接口上的键强度和应力分布.
- 检查的复合系统包括Al/Al2Cu/Al和Al/Al4Cu9/Al.
主要成果:
- 而Al/Al2Cu/Al和Al/Al4Cu9/Al复合材料显著增强了结合强度和改善了机械性能.
- 在Al-Cu接口上的有序原子排列有效调节了应力分布.
- 与纯多晶Al.Cu相比, θ'-Al2Cu接口强度增加了大约30%.
- Al3Cu IMC 接口的结构稳定性不佳,减少了结合强度,增加了损伤区域.
- 在高延展率下,Al2Cu接口经历了压缩和更大的扭曲.
结论:
- Al2Cu和Al4Cu9 IMC通过提高界面键强度来增强Al复合材料的机械性能.
- 由于结构不稳定,Al3Cu IMC接口对机械性能产生不利影响.
- 接口结构极大地影响了应力分布和材料的整体性能.


