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编译服务: 纳米科技领域信息门户服务 编译者: 郭文姣 编译时间: Jan 10, 2019 点击量: 551

增强聚合物基复合材料是飞机、汽车和涡轮叶片上极具吸引力的轻质材料,但其强度和断裂韧性仍低于传统金属。解决这一问题的一个有趣的方法是,通过裂纹尖端前后的外部增韧机制和内部增韧机制,制备具有结构特征的复合材料,吸收材料在断裂过程中储存的部分弹性能量。受软体动物贝壳珍珠层的启发,我们制作并研究了多尺度复合材料的断裂行为,这种复合材料结合了通过纳米矿物桥连接的砖与砂浆结构的内在韧性,以及由毫米尺度的脆性-韧性层合结构产生的外在韧性。这种分级增韧方法在断裂过程中以最小的刚度和强度损失将耗散能量增加30多倍。利用简单的能量平衡参数和断裂力学概念,为珍珠状复合材料的设计建立了指导方针,该复合材料具有显著的刚度、强度和韧性组合。这证明了可以在不同长度尺度上可控地引入增韧机理,从而制备出具有较高抗断裂性能的分层复合材料,尽管其主要无机成分具有脆性。

——文章发布于2019年1月08日

 

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