静脉膜Al₂O₃涂层

应变耐受高两个数量级

仿昆虫翅膀静脉-膜结构限制裂纹于亚微米区域，大幅提升陶瓷涂层应变耐受性。

Wu, Chao · Lin, Fan · Pan, Xiaochuan · Zeng, Yingjun · Chen, Guochun · Xu, Lida · Yanzhang, Fu · He, Yingping · 陈沁楠 · Sun, Daoheng · 海振银

Advanced Functional Materials 2023

具体参数

失效应变

{'zh': '8', 'en': '8'} %

结合强度提升倍数

{'zh': '5', 'en': '5'}

技术优势

应变提升两个数量级

仿生静脉-膜结构将裂纹限制在静脉围成的亚微米区域内，使涂层可承受8%应变，远超常规Al₂O₃薄膜。

裂纹被限制在亚微米区

即使在大应变下，涂层中的裂纹也被约束在静脉包围的微小区域内，避免贯穿性破坏。

应用场景

• 耐磨防护涂层：高应变耐受防止涂层开裂剥落，延长在摩擦磨损工况下的寿命。
• 复合材料界面增强：根-土互锁提高结合力，强化涂层与基材的界面。
• 热障涂层：抗裂纹扩展能力有助于承受热循环导致的应变。
• 仿生结构材料：展示多级仿生结构设计对力学性能的显著增强。