珍珠层状纳米层

抗疲劳裂纹扩展

表面梯度结构的珍珠层状纳米层通过高密度裂纹偏折和结构稳定性协同延迟裂纹萌生与扩展，显著提升纯钛的抗疲劳性能。

张勇 · He, Chenyun · Yu, Qin · 李晓 · 王小刚 · Zhang, Yin · 王杰 · 姜潮 · 贾云飞 · 张显程 · Sun, Binhan · Ritchie, Robert O. · Shan-Tung, Tu

Nature Communications 2024

参数信息

裂纹偏折频率

1.7 × 10³ times/mm

疲劳裂纹扩展速率降低倍数

10²

技术优势

裂纹偏折密度极高

沿水平大角度晶界的脱粘使疲劳裂纹偏折频率达到约1.7×10³次/mm，有效降低裂纹扩展速率。

同时抑制萌生和扩展

表面珍珠层状纳米层延迟表面粗糙化，抑制裂纹萌生；同时高密度裂纹偏折降低扩展速率。

疲劳寿命显著提升

疲劳性能显著超过均质和等轴晶梯度结构。

应用场景

• 航空结构件：延长航空结构件疲劳寿命，减少裂纹引发的失效。
• 金属疲劳防护：提供金属疲劳防护的表面处理方案，延迟裂纹萌生。
• 机械构件：提升受循环载荷机械构件的抗疲劳性能。