多孔仿生界面

强韧同步提升

在陶瓷基复合材料界面层中主动引入纳米孔，通过降低界面脱粘强度引发裂纹偏转保护纤维，同时粗糙断口增强界面摩擦应力和载荷传递，破解强韧互斥难题。

Wang, Hong · Han, Yan · Zheyi, Zhang · 李龙彪 · 张中伟 · 方岱宁

Nature Communications 2026

参数信息

拉伸强度

903 MPa

断裂能提升倍数

1.8

技术优势

强度提高38%

单束C_f/SiC复合材料拉伸强度达903 MPa，比传统设计提高38%。

断裂能增1.8倍

断裂能提升至传统设计的1.8倍，能量耗散能力显著增强。

裂纹偏转保护纤维

界面层中的纳米孔降低脱粘强度并诱导裂纹偏转，保护纤维免受脆性断裂。

摩擦应力增强载荷传递

裂纹偏转形成的粗糙断口路径提高界面摩擦应力，改善载荷传递和基体承载能力。

应用场景

• 航空发动机热端部件：强韧兼备的CMC适用于热端部件，可承受更高载荷与冲击。
• 高性能制动系统：高断裂能提供优异的能量耗散，提升制动系统抗热震和疲劳性能。
• 装甲防护材料：强度提高38%且韧性增强，可改善装甲抗侵彻和抗崩落能力。
• 结构陶瓷连接：界面设计可调控连接层性能，提高连接接头强度与可靠性。