中國粉體網(wǎng)訊 多孔陶瓷材料由于其獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)而體積密度小、比表面積高、熱導(dǎo)率低，加之陶瓷材料本身特有的耐高溫、強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、節(jié)能、化工、冶煉、食品、制藥、生物醫(yī)療等多個領(lǐng)域。在現(xiàn)實(shí)狀況中，多孔陶瓷的性能不僅取決于孔壁骨架的組成、強(qiáng)度，也取決于多孔陶瓷的孔結(jié)構(gòu)，諸如開閉孔百分?jǐn)?shù)、孔徑分布和大小、孔排布方向、窗口數(shù)量等因素。而高孔隙率和高強(qiáng)度往往是矛盾的， 導(dǎo)致制備高強(qiáng)度的多孔陶瓷具有一定的難度。因此，如何克服多孔陶瓷的脆性、提高其力學(xué)承載水平，一直是個挑戰(zhàn)。
多年來，西安交通大學(xué)材料學(xué)院王紅潔教授課題組專注于先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷及其多功能化、陶瓷基復(fù)合材料、陶瓷增強(qiáng)（輕）金屬基復(fù)合材料、陶瓷/金屬焊接等先進(jìn)陶瓷的研究。近日，王紅潔教授課題組在多孔陶瓷力學(xué)性能優(yōu)化領(lǐng)域取得新進(jìn)展，該團(tuán)隊基于自主研發(fā)的SiC納米線氣凝膠，結(jié)合可控化學(xué)氣相浸滲（CVI）技術(shù)，開發(fā)出了一種輕質(zhì)高強(qiáng)且對裂紋擴(kuò)展不敏感的多孔陶瓷。該材料具有低密度（0.36g/cm3）、高強(qiáng)度（16 Mpa）、高模量（326 MPa）等性能特點(diǎn)，同時兼具良好的可壓縮性，壓縮斷裂應(yīng)變高達(dá)50%以上，在機(jī)械能量吸收方面展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。在微觀上，該材料是以柔性單晶SiC納米線為網(wǎng)絡(luò)骨架，以納米線表面多晶SiC/非晶SiO2為涂層的復(fù)相三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了納米線間結(jié)點(diǎn)的強(qiáng)化，在保持高變形能力的前提下，提高了納米線三維網(wǎng)絡(luò)的承載能力。該研究為設(shè)計和制備輕質(zhì)高強(qiáng)、高可靠性的多孔陶瓷提供了新的思路。
該研究成果以“Lightweight and Strong Ceramic Network with Exceptional Damage Tolerance”為題目發(fā)表于《ACS Nano》上。西安交通大學(xué)材料學(xué)院博士生盧德為論文第一作者，青年教師莊磊助理教授和王紅潔教授為論文的共同通訊作者。
信息來源：西安交通大學(xué)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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