莫来石-氧化铝类珍珠层陶瓷

等轴向抗弯

利用光聚合中的剪切流定向氧化铝片晶，结合原位反应与模板晶粒生长，制备出同时具备裂纹偏转与扭转能力的类珍珠层结构陶瓷。

武向权 · Jiachen, Teng · Shengyu, Wang · 张忠明 · Sui, Shang · 徐春杰

Journal of the European Ceramic Society 2025

参数信息

抗弯强度

344 MPa

抗弯强度

352 MPa

断裂韧性

3.57 MPa·m1/2

断裂韧性

3.37 MPa·m1/2

技术优势

双向力学性能均衡

在20 vol%氧化铝片晶含量下，平行和垂直打印方向的抗弯强度相差不到3%，断裂韧性也相近，表明片晶在浆料中的剪切取向有效克服了层间弱结合。

片晶定向可控

利用打印过程中浆料局部流动产生的梯度剪切应力使氧化铝片晶水平定向，从而在陶瓷中构筑出仿珍珠层的层状结构，实现裂纹偏转与扭转增韧。

应用场景

• 结构陶瓷：用作承力结构件，替代传统各向异性打印陶瓷，减少因方向弱化导致的失效。
• 陶瓷3D打印：展示光聚合打印中通过流场调控片晶定向的通用策略，为打印复杂形状高性能陶瓷提供路径。
• 仿生材料：仿珍珠层结构引入裂纹偏转和扭转增韧，可用于设计抗冲击或损伤容限陶瓷。