仿生Bouligand结构复合陶瓷

韧性达 5.88 MPa m1/2

模仿银杏种壳螺旋结构，结合纳米氧化锆与碳纤维多尺度协同增韧，突破了氧化铝陶瓷的脆性限制。

Zhengwei, Ding · 王栋 · Bo, Zhao · Shurui, Shi · Gang, Qi

Ceramics International 2025

参数信息

硬度

21.42 GPa

断裂韧性

5.88 MPa m1/2

抗弯强度

360.17 MPa

技术优势

工艺窗口明确

采用放电等离子烧结，1700 °C保温10 min即可获得高性能复合材料，工艺参数明确，便于放大。

硬而不脆

硬度达21.42 GPa，同时断裂韧性5.88 MPa m1/2，抗弯强度360.17 MPa，兼具高硬度和韧性。

应用场景

• 结构陶瓷：替代脆性陶瓷结构件，实现高承载与抗冲击。
• 航空航天热防护：耐高温且增韧，适用于热防护与承力一体化部件。
• 耐磨部件：高硬度与韧性组合延长耐磨件寿命，减少更换。
• 先进陶瓷复合材料：仿生多尺度增韧策略可为高性能陶瓷复合材料设计提供参考。