仿生砖-砂浆结构

通过调控界面厚度比，实现强度与韧性的协同优化。

Qiu, Tian · Guan, Chengyu · 梁立红

Polymer Testing 2025

技术优势

韧性显著增强

界面厚度比提高使断裂模式从硬相断裂转为拔出断裂，大幅增加断裂应变，提升结构吸能能力。

设计有最优解

通过协同优化界面厚度与硬相长径比，可获得最佳长径比补偿界面低模量，实现强度与韧性的最优平衡。

模型经实验验证

应用张力-剪切链、剪切滞后和基于剪切滞后的应变梯度理论模型，预测弹性模量并与实验数据吻合。

应用场景

• 仿生材料：为仿生材料设计提供界面厚度与长径比协同优化的理论依据和实验参考。
• 3D打印：展示3D打印制备可控界面砖-砂浆结构的可行性，实现结构参数精确调控。
• 增韧结构复合材料：通过调控界面厚度比诱导拔出断裂提升韧性，为增韧结构设计提供新思路。