由脆性组分制成的强韧且高刚度的仿生陶瓷
材料科学
2015-07-01 v1
摘要
高强和高韧在工程材料中通常互斥。提高强但脆的材料如陶瓷的韧性依赖于引入金属或聚合物延性相来耗散能量，这反过来降低强度、刚度和高温工作能力。在许多天然材料中，韧性通过不同长度尺度上多种机制组合实现，但此类结构极难复制。基于此类生物结构，我们展示一种简单方法，产生块体陶瓷，其具有高强度(470 MPa)、高韧性(22 MPa.m1/2)和高刚度(290 GPa)的独特组合，且无需延性相辅助。由于仅使用了矿物组分，该材料在高温(600{\deg}C)下保持力学性能。此处提出的仿生、与材料无关的设计是一种具体但相关的强、韧、刚材料实例，在结构、交通和能源相关应用中极需。
引用
@article{arxiv.1506.08979,
title = {Strong, Tough and Stiff Bioinspired Ceramics from Brittle Constituents},
author = {Florian Bouville and Eric Maire and Sylvain Meille and Bertrand Van de Moortèle and Adam J. Stevenson and Sylvain Deville},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.08979},
year = {2015}
}
备注
27 pages, 4 figures, supplementary data, 47 references