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材料的疲劳破坏没有明显的征兆,研究疲劳行为对评估材料可靠性至关重要。而二维材料是否会表现出疲劳现象、损伤机制是什么均不清楚。本文发现在平均应力为71GPa,应力变化范围为5.6GPa下,疲劳寿命可以超过10^9周次,这种应力水平至少比高强度钢和航空航天铝合金的宏观疲劳试验高出一个数量级。
通常,材料在远低于抗拉强度的循环载荷作用下会产生机械疲劳,因此研究疲劳行为对评估处于长期动力载荷下的材料可靠性至关重要。目前二维材料(2D)的疲劳寿命和损伤机理尚不清楚。近日,加拿大多伦多大学的研究者对独立式(freestanding)二维材料,特别是石墨烯和氧化石墨烯(GO)进行了疲劳研究。使用原子力显微镜研究发现,当平均应力为71GPa,应力变化范围在5.6GPa时,单层和多层石墨烯的疲劳寿命超过10^9循环周次,比迄今为止报道的任何材料都要高。相关论文以题为“Fatigueofgraphene”发表在国际顶刊NatureMaterials上。
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