石墨烯界面金属玻璃复合材料

脆断转延性颈缩

通过石墨烯界面调控应力状态，将金属玻璃的灾难性脆断转变为可控的剪切带和延性颈缩，突破其塑性瓶颈。

Li, Shuo · Jincheng, Li · 周青 · Zhenyuan, Liang · Tingyi, Wang · Eder, Stefan J. · Yuxuan, Zhu · 王海峰 · Wenquan, Lv · Trofimov, Evgeny · Liu, Weimin

International Journal of Mechanical Sciences 2026

技术优势

失效模式可控转变

通过优化石墨烯分布，实现从脆性空洞到剪切带、再到受限塑性颈缩的系统性转变，避免了整体脆断。

应力状态被调制

石墨烯降低应力三轴度，使剪切转变区由膨胀主导转为剪切主导，从根源上抑制脆性。

原子尺度机理

建立了STZ动力学与宏观失效模式间的机理联系，为设计韧性非晶复合材料提供原子尺度指导。

可推广的设计原理

利用内部界面调制应力状态、解耦剪切-膨胀竞争的原理可推广至其他无序固体。

应用场景

• 高强韧金属材料：用于制造高强度、高韧性的金属玻璃复合材料构件，替代易脆断的传统非晶合金。
• 碳纤维复合材料：借鉴其石墨烯界面调控原理，可设计兼具强度与韧性的碳纤维增强复合材料。