中評社北京3月4日電／據中國青年報報道，中國科學技術大學俞書宏院士課題組茅瓅波副研究員等人，從生物礦物的殘餘應力增強機制中獲得啟發，提出一種新的仿生增韌方法，可顯著提升仿珍珠母陶瓷的韌性，韌性放大系數達16.1±1.1，優於最先進的仿生陶瓷。相關成果日前發表於《先進材料》，對於先進陶瓷材料設計和製造具有重要指導意義。
陶瓷具有硬度大、強度高和模量高等優異特性，廣泛用於能源、醫療、航天航空等領域，然而其脆性限制了服役環境和使用壽命。受天然珍珠母“磚－泥”結構啟發，仿珍珠母結構陶瓷韌性得到極大提升，但僅能達到原料陶瓷的10倍，天然珍珠母的韌性提升卻可高達40倍。對於很多仿珍珠母結構陶瓷，其韌性放大效率不足的一個重要原因在於設計和制備多級結構時，基元片強度相對於長徑比來說太低，導致裂紋在材料中擴展時基元片會直接斷裂。
課題組利用過去發展的框架誘導礦化生長的方法，結合珍珠母層狀結構的優點，通過納米尺度殘餘應力的設計，顯著提升了仿珍珠母結構陶瓷的韌性放大因子。同時，材料的動態力學性能也有相應提升。茅瓅波說，這一新方法具有普適性，對於類似仿珍珠母層狀結構的先進陶瓷材料設計和製造具有重要指導意義。 |
