梯度异质铝-氧化铝复合材料

强度韧性协同

仿生梯度异质结构，同时实现高表面强度与高核心吸能。

Xu, Tianhao · Meng, Xiangyu · Song, Shen · Guochao, Mo · 沈平

Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2026

具体参数

表面抗压强度

634 MPa

核心能量吸收能力

14.36 MJ/cm3

技术优势

多重增韧机制

裂纹偏转、分布式塑性变形和应力再分配等多尺度协同增韧机制共同提升了材料的抗断裂能力。

可定制力学性能

通过增材制造编程结构，可按需设计空间梯度，实现力学性能的空间定制。

应用场景

• 结构防护装甲：利用表面高强度与核心吸能特性，可吸收冲击能量并抵抗穿透。
• 轻质高强构件：以铝为基体、氧化铝为增强相，在保持轻质的同时获得高强度。
• 航空航天结构：可设计梯度结构以适应复杂载荷，满足航空航天结构对轻质高强的要求。
• 增材制造陶瓷骨架：高分辨率3D打印陶瓷骨架提供可设计的复杂结构，是制备该复合材料的核心步骤。