Предложена теоретическая модель, описывающая начальную стадию пластической деформации композитов вида Al2024/графен с неоднородным распределением размеров зерен в металлической матрице и позволяющая вы-числять предел текучести материала. В рамках модели деформация описыва-лась как результат конкуренции двух механизмов: (1) испускание решеточных дислокаций из границ зерен (ГЗ), их проскальзывание через зерно и последу-ющее поглощение соседними ГЗ и (2) зернограничное скольжение, которое реализуется путем проскальзывания монослоев графеновых пластин, находя-щихся в ГЗ, и последующего проскальзывания по областям ГЗ, свободным от графена. Показано, что наличие дисперсии в распределении размеров зерен металлической матрицы приводит к снижению предела текучести, а также что существует оптимальная концентрация графена, при которой достигается максимальная прочность композита.

Разработана модель, описывающая механизмы прочности и пластичности композитов Al2024-графен. Показано, что с ростом объемной доли графена критическое однородное удлинение сплава Al2024-графен незначительно возрастает, несмотря на существенный рост прочности, что позволяет добиться хороших прочностных показателей материала без потери пластичности. Продемонстрировано, что графен, залегающий в границах зерен, приводит к большему упрочнению композитов, чем графен внутри зерен.

Разработана теоретическая модель, описывающая механизм повышения трещиностойкости в бимодальном нанодвойникованном композите с ультра-мелкозернистой (УМЗ) матрицей на основе алюминиевого сплава Al2024, содержащего графеновые нанопластины. Продемонстрировано, что наличие крупных зерен с нанодвойникованной структурой и добавок графена может увеличивать трещиностойкость сплава Al2024 в 2,5 раза. Полученные результаты могут быть использованы для создания высокопрочных композитов Al2024/графен.