珍珠层状Al/Al₂O₃复合材料

强度韧性同步提升

利用双向冷冻铸造产生的横向裂纹,构筑砖-砂浆结构,实现陶瓷含量高达75 vol%的仿珍珠层复合材料,同时提升强度与韧性。

郭瑞芬 · Hu, Zhijie · Shaga, Alateng · 沈平

Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 2023

具体参数

陶瓷含量
75 vol%
金属砂浆厚度
10 μm

技术优势

陶瓷含量高达75 vol%

在保持精细砖-砂浆结构的同时实现高陶瓷含量,因此复合材料轻质且高强度。

强度与韧性同时提升

通过裂纹偏转、裂纹桥接和砖块拔出等增韧机制,在提高强度的同时避免了常见的韧性损失。

仿珍珠层增韧机制

裂纹在砖块间发生明显偏转,并伴随裂纹桥接和砖块拔出,从而耗散能量、提升断裂韧性。

工艺简单可扩展

该方法无需复杂设备,且易于推广到其他材料体系,为开发其他轻质高强韧仿生材料提供了途径。

应用场景