导入数据...
 
 
金属+陶瓷:最新氧化铝-玻璃仿生陶瓷研究成果发布
[四川省腐蚀与防护学会]  [手机版本]  [扫描分享]  发布时间:2019年3月25日
  查看:118
  来源:

   最近,一项利用氧化铝和金属制备仿生“玻璃陶瓷”的研究成果发表在自然通讯上,该新型陶瓷的机械性能范围可控,并且这种仿生陶瓷材料的性能仍有上升空间。

1831adcec742f328e5336156a66c97b3.jpg

  陶瓷材料具备耐高温、抗腐蚀、低密度等很多优势,因此被寄望用于航空航天、能源运输等常常要面对恶劣工况的行业。但它们的延展性和韧性表现不佳,很容易导致灾难性事故发生,这严重限制和影响了它们的应用。


  自然界中有壳类软体动物给研究人员以启发,生物质壳更像是由“砖”和“砂浆”所构成,实现了增韧和强化机制。对微观结构的观察可知,砖可以提供强度,而砂浆则有助于消除局部应力,提供韧性。此次研究就是以微米级氧化铝陶瓷为“砖”,以金属为“砂浆”的思路而进行。挑战之处在于金属与陶瓷的有机结合。


  研究团队采用了“冷冻铸造”(freeze-casting)来解决这个问题。冷冻铸造是一种将陶瓷颗粒混合在水中,利用温差冷冻诱导生长出多孔陶瓷,而在冰升华之后,就可以制备出结构复杂的多孔陶瓷结构。此前曾有用聚合物填充冷冻铸造氧化铝陶瓷的研究,而此次的研究则使用金属来替代聚合物。


  此外,为了增加熔融金属与陶瓷的浸润结合,研究团队采用了锆基金属玻璃bulk-metallic glass(BMG)为砂浆,还添加了镁作为活性物质,另对陶瓷结构做了表面涂层等工作。该研究由能源部(DOE)和材料科学与工程部(MSED)等美国政府职能部门资助,并得到了劳伦斯国家实验室(LBNL)等科研机构的支持。


详细资料请阅读原文,原文链接:


https://www.nature.com/articles/s41467-019-08753-6

 


(微信扫描分享)
编辑:admin