异构结构多晶体的刚性、强度、能量耗散与可重复利用性
软凝聚态物质
2025-04-15 v1 材料科学
摘要
我们设计、制造并测试了由硬质塑性材料和软弹性材料组成的异构结构多晶体，其展现出卓越的机械韧性和能量耗散能力。 carefully 设计的晶界分隔随机取向的单晶晶粒，首次使晶界区域在整个多晶体网络中实现一致的连通性和强度。通过结合对3D打印原型的实验和数值仿真，我们表明晶粒内部与晶界之间的相互作用是这些构件材料中晶粒尺寸效应的产生原因，类似于其原子或金属制品中的效应。此外，宏观尺度下直接可视化晶粒间和晶粒内的变形与破坏机制，揭示了多晶体聚集体中的晶体纹理在这些新型异构多晶体关键机械特性中的基本作用。我们的结果表明，工程化的晶界和晶体纹理不仅修改了高度韧性且耗散的全局响应，还严重影响了这类新型构件材料的可重复利用性。
引用
@article{arxiv.2504.09817,
title = {Stiffness, strength, energy dissipation and reusability in heterogeneous architected polycrystals},
author = {Seunghwan Lee and Hansohl Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09817},
year = {2025}
}