2026-08-05
ในเดือนสิงหาคม 2026 นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีปักกิ่ง ได้ตีพิมพ์การศึกษาที่มีความก้าวหน้าการสื่อสารทางธรรมชาติการนําเสนอยุทธศาสตร์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพที่เอาชนะการทุ่มเท "ความแข็งแรงกับความแข็งแรง" ที่มีมานานในวัสดุประกอบเมทริกซ์เซรามิก (CMCs)
ความ ท้าทาย
CMCs เป็นสิ่งสําคัญสําหรับยานยนต์ฮีเปอร์ซอนิกและส่วนประกอบส่วนร้อนของเครื่องบิน แต่การออกแบบอินเตอร์เฟซได้เผชิญกับปัญหามากมาย:
| ประเภทอินเตอร์เฟซ | ปัญหา |
|---|---|
| แข็งแรงเกินไป | แปรกเส้นใยบาง ความแข็งแรงต่ํา |
| อ่อนแอเกินไป | การถ่ายโอนภาระที่ไม่ดี ความแข็งแรงต่ํา |
แนวทางประเพณี เพียงแค่เสร็จระหว่างสอง หนุนและความแข็งแรงยังคงอยู่ในการต่อต้าน
การ เปลี่ยนแปลง
ได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างสะพานแร่ของ Nacre ทีมงานออกแบบผ่าตัดคาร์บอนไพโรลิสต์โพโรสที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพโดยการสร้าง nanopores ที่เส้นใย / แมทริกซ์การควบคุมที่ไม่เท่าเทียมกันของความแข็งแรงและความเครียดการขัดแย้ง
อินเตอร์เฟซลดบอนด์ได้ง่ายเมื่อรอยแตกเข้าใกล้ แต่ยังคงมีการขัดขัดสูงระหว่างการเลื่อนเส้นใย
ผลการดําเนินงาน
ระดับของสารประกอบไมโครโคร:
- ความแข็งแรงในการดึง:903 MPaสูงกว่า 38%มากกว่าตัวแทนที่มีความหนาแน่น
-
พลังงานการแตก 1.8 เท่าสูงขึ้น
ระดับคอมโพสิต 3 มิติ:
-
ความแข็งแรงในการดึงในอุณหภูมิห้อง: 158.5 MPa385.4 MPa(~1การปรับปรุง 4 เท่า)
-
ความแข็งแรงในการดึง 1200 °C: 80.0 MPa →308.1 MPa
เหตุ ผล ที่ มัน ประสบ ผล
| อุปกรณ์ | ผล |
|---|---|
| นาโนโพร์ เตรียมความเครียด | กระตุ้นการเริ่มต้นการแตกเล็กและกิ่ง |
| เส้นทางที่แตกจะหันเหลี่ยม | การระบายพลังงานที่ดีขึ้น |
| พื้นผิวหักที่หยาบคาย | การขัดขัดและการโอนภาระเพิ่มขึ้น |
| การแตกเล็กๆหลายๆจุด กับการแตกใหญ่ๆเพียงครั้งเดียว | ความอดทนต่อความเสียหายที่สูงขึ้น |
สารประกอบอินเตอร์เฟสที่มีขุมขัดได้ความหนาแน่นของรอยแตกหลัก 19 / mm (เทียบกับ 10 / mm) โดยมีช่องเปิดรอยแตกที่เล็กกว่า.
