石墨烯/碳纳米管增强金属基复合材料的结构建模与力学性能：原子尺度模拟综述

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石墨烯（Gr）和碳纳米管（CNTs）等纳米碳材料因其优异的力学性能（高模量、高强度、大延伸率和低密度）已成为金属基复合材料（MMCs）的潜在增强体。纳米碳/金属界面处的位错阻碍和载荷转移机制可强化纳米碳增强MMCs及微/纳米混杂MMCs。由于复合材料结构复杂、界面微观结构多样，连续介质力学模拟和实验方法难以揭示其微观结构-性能关系。原子尺度模拟（包括第一性原理和分子动力学模拟）适用于研究纳米碳增强MMCs的微观结构-性能关系，可在宽温度范围和不同应变速率等工作条件下研究物理性质、晶体取向、界面结构和力学行为。近年来，材料数据库、机器学习和并行计算等先进计算技术的发展拓展了纳米碳增强MMCs原子尺度模拟研究的范围。本综述系统阐述了纳米碳增强MMCs的原子尺度模拟与力学性能研究进展。首先介绍原子尺度模拟方法论，讨论纳米碳增强MMCs的原子尺度结构模型；其次总结了拉伸、压缩、剪切和弯曲等不同类型的力学变形行为；再次综述了多尺度模拟研究进展；最后基于先进计算技术对纳米碳增强MMCs原子尺度模拟的未来研究方向进行了展望。

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