仿生多级耐冲击材料

论文标题

Bioinspired hierarchical impact tolerant materials

仿生多级耐冲击材料

 

摘要

追求具有卓越机械性能的新型轻质材料是全世界材料科学家和工程师的目标。在这一过程中,从自然界中汲取灵感,设计和开发具有增强性能的材料是一条很有前途的途径。通过模仿巨骨舌鱼的鱼鳞从纳米到宏观各尺度上的梯度变化的矿物含量和分级结构,我们能够开发出抗冲击性能更强的仿生层压复合材料。通过在热塑性纤维基体上添加纳米Al2O3颗粒和纳米TiN层,纳米尺度上出现的新的能量耗散机制增强了仿生材料的吸能能力和刚度。值得注意的是,这种新开发的材料应用到工业领域的流程简单,成本也很低。

相关图表


图1 灵感来源


图2 设计出的仿生层合材料


图3 该种结构的微观构造


图4 冲击力挠度曲线对比

 

文章链接

https://doi.org/10.1088/1748-3190/ab8e9a

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