石墨烯复合材料胶接制备失效数值仿真研究

姜 松，战瑞瑞，李红丽，刘 畅

(北华大学理学院，吉林 吉林 132013)

1 引言

2004年由英国曼彻斯特大学安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)教授发现石墨烯材料以来[1]，经过十余年的发展，石墨烯复合材料现已广泛应用于航空航天、冶金机械、仪器仪表、石油化工等高科技产品附加值的装备制造中。复合材料集成两种或多种材料的优点，对原有的单相材料进行积极的改善，大幅提升了材料的应用范围，为降低成本更广泛的应用石墨烯复合材料，石墨烯复合材料的制备技术成为亟待解决的问题[2]。在解决石墨烯复合材料制备过程中，利用胶接制备方式，确定制备失效数值的准确性尤为重要。在实际生产中，针对不同的石墨烯复合材料，需采用不同的基体、水凝胶、制备设备、制备环境，这给建立一个统一的，石墨烯复合材料胶接制备失效数值仿真，带来了较大的难度。

就现有的研究来看，进行胶接制备失效数值仿真的方法，主要包括基于内聚模型(聚合物)的失效数值仿真、基于原子间结合力模型的失效数值仿真、基于模糊算法的失效数值仿真。其中基于内聚模型(聚合物)的失效数值仿真，顾名思义是对聚合物交胶接制备失效进行分析，针对聚合的失效数值分析，该方法具有较高的准确性，应用于石墨烯复合材料时，不适用于金属基的石墨烯复合材料，存在分析准确性较低的不足[3]。基于原子间结合力模型的失效数值仿真，是依托原子间结合力的计算，对胶接失效数值进行仿真，对依托于原子间结合力的胶接技术十分有效，但不适用于与范德华键结合。……