Биоинспирированный пористый интерфейс повышает прочность и прочность керамических матричных композитов

В августе 2026 года исследователи из Пекинского технологического института опубликовали исследование,Общение с природой, предлагая биологически ориентированную стратегию, которая преодолевает давний компромисс "прочность против жесткости" в керамических матричных композитах (CMC).

Проблема

CMC имеют решающее значение для гиперзвуковых транспортных средств и компонентов горячей секции авиационных двигателей.

Традиционные подходы - это просто компромисс между двумя: сила и жесткость остаются в противоположности.

Прорыв

Вдохновленные структурой минерального моста накре, команда разработалабиоинспирированный пористый пиролитический углеродный интерфейсСоздавая нанопоры на интерфейсе волокна / матрицы, они достиглиасимметричное управлениеиз интерфейса, избавляющего от прочности связей и трения.

Интерфейс легко сжимается при приближении трещин, но сохраняет высокое трение во время скольжения волокна - конструкция "двойной функции", которая нарушает компромисс.

Результаты работы

Уровень микрокомпозита:

1. Прочность на растяжение:903 MPa 38% вышечем у аналогов с плотным интерфейсом

2. Энергия перелома: 1.8 раз выше

Уровень 3D макроскопического композита:

1. Прочность на протяжение при комнатной температуре: 158,5 МПа →385.4 МПа(~1Улучшение в 4 раза)

2. Прочность на растяжение при 1200°C: 80,0 МПа →308.1 МПа

Почему это работает

Композит с пористым интерфейсом достиг основной плотности трещин 19/мм (против 10/мм), с меньшими трещинами, что означает, что энергия использовалась для создания новых микротрещин, а не увеличения существующих..