一种仿生光学透明强韧玻璃复合材料
应用物理
2020-04-02 v1 材料科学
摘要
玻璃因其卓越的透明性而具有众多应用，然而其较差的抗断裂和抗冲击性限制了其作为工程材料的应用。一种相对较新的改善材料力学性能的方法是通过仿生。结构生物复合材料，如珍珠层（软体动物壳的保护内层），相对于其组成成分具有远为优越的力学性能。这促使研究人员模仿天然复合材料中的设计原理来制造强韧透明材料。然而，当前的仿生材料缺乏可扩展的制造工艺或光学透过率较差。本文开发了一种高效、可扩展的块体工艺用于制造光学透明强韧复合材料，所得珍珠层状玻璃复合材料相较于传统结构玻璃断裂韧性提高四倍、抗弯强度提高三倍，且平均光学透过率达 73%。该复合材料由玻璃薄片和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）组成，采用基于离心机的制造方法将薄片对齐并压实成层。为优化结构的透明度，将 PMMA 与玻璃的折射率进行匹配。基于上述结果，这种珍珠层状玻璃复合材料被提议作为多种建筑、车辆和电子应用的潜在替代材料。
引用
@article{arxiv.2003.13863,
title = {A bioinspired optically transparent tough glass composite},
author = {Ali Amini and Adele Khavari and Clayton Molter and Allen J. Ehrlicher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.13863},
year = {2020}
}