Gần đây, nhóm của Giáo sư Zhang Zhongwei từ Viện Công nghệ Kết cấu Tiên tiến của fun88 đăng nhập đã đạt được tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực giao diện hỗn hợp ma trận gốm Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã được công bố trên tạp chí toàn diện quốc tế hàng đầu "Nature Communications" (DOI: 101038/s41467-026-75001-z) với tiêu đề "Tăng cả độ bền và độ dẻo dai trong vật liệu tổng hợp ma trận gốm thông qua các giai đoạn xốp lấy cảm hứng từ sinh học" Lấy cảm hứng từ cấu trúc cầu khoáng xà cừ tự nhiên, công trình này đề xuất một cách sáng tạo một chiến lược mới cho thiết kế pha giao diện carbon nhiệt phân xốp xốp sinh học Bằng cách tích cực xây dựng cấu trúc lỗ nano trong pha tiếp xúc sợi/ma trận của vật liệu composite ma trận gốm, đã đạt được sự kiểm soát không đối xứng về độ bền liên kết bề mặt và ứng suất ma sát, vượt qua nút thắt cổ điển về khó khăn trong việc đồng thời cải thiện độ bền và độ dẻo dai của vật liệu composite ma trận gốm và mở ra một con đường mới cho việc thiết kế vật liệu composite hiệu suất cao Giáo sư Zhang Zhongwei của fun88 đăng nhập, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Yan Han và Đại học Hàng không và Du hành vũ trụ Nam Kinh Li Longbiao là đồng tác giả và Tiến sĩ Hong Wang là tác giả đầu tiên

Do khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống oxy hóa và cường độ riêng cao, vật liệu tổng hợp ma trận gốm là vật liệu ứng cử viên chính cho các môi trường khắc nghiệt như cấu trúc nhiệt máy bay siêu âm và các bộ phận nóng của động cơ hàng không vũ trụ Tuy nhiên, thiết kế giao fun88 app sợi/ma trận trong vật liệu composite từ lâu đã mắc phải mâu thuẫn: nếu giao fun88 app quá bền sẽ dễ dẫn đến sợi bị giòn và không đủ độ bền; nếu giao fun88 app quá yếu, việc truyền tải sẽ bị hạn chế và cường độ sẽ giảm Tư duy truyền thống chỉ tìm kiếm sự thỏa hiệp giữa “mạnh” và “yếu”, kết quả là sức mạnh và sự dẻo dai thường hạn chế lẫn nhau Nhóm nghiên cứu đã đi theo hướng ngược lại và đặt ra một câu hỏi mang tính lật đổ: Giao fun88 app có phải lựa chọn giữa “mạnh” và “yếu” không? Giao fun88 app có thể dễ dàng được gỡ bỏ khi xảy ra vết nứt trong khi vẫn duy trì khả năng truyền lực ma sát cao khi sợi trượt?

Để giải quyết những vấn đề trên, nhóm nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ xà cừ tự nhiên Xà cừ bao gồm cấu trúc đa cấp gồm các tấm aragonit, các lớp hữu cơ và cầu khoáng, có thể tiêu tán năng lượng một cách hiệu quả thông qua độ lệch vết nứt, trượt bề mặt và các đường gồ ghề Nhóm nghiên cứu đã cải tiến các đặc điểm cấu trúc cốt lõi của "đường nứt được kiểm soát xốp" và biến nó thành ý tưởng thiết kế giao fun88 app cho vật liệu composite silicon cacbua được gia cố bằng sợi carbon Họ đã đề xuất chiến lược pha giao fun88 app carbon nhiệt phân xốp xốp sinh học để cho phép giao fun88 app có chức năng kép là "dễ lệch và ma sát mạnh" cùng lúc, thoát khỏi giao fun88 app đồng nhất và dày đặc truyền thống

Hình 1 Cơ chế thiết kế, chuẩn bị và cải thiện hiệu suất bề mặt xốp giả ngọc trai

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng quy trình thấm hơi hóa học để chuẩn bị giao fun88 app PyC xốp có kích thước lỗ vài nanomet và sự phân bố không đồng đều trên bề mặt sợi carbon bằng cách điều chỉnh quá trình nhiệt phân metan và lắng đọng thêm ma trận SiC So với giao fun88 app PyC phân lớp dày đặc truyền thống, cấu trúc xốp mô phỏng sinh học này thể hiện các đặc điểm cấu trúc nanô lỏng lẻo, cung cấp cơ sở cấu trúc vi mô mới để điều chỉnh tích cực các đường lan truyền vết nứt

Hình 2 Chuẩn bị pha giao fun88 app PyC xốp và đặc tính cấu trúc vi mô

Các thí nghiệm cơ học micro-nano như nén trụ vi mô và xâm nhập sợi cho thấy rằng việc đưa vào sử dụng các cấu trúc xốp nano có thể thay đổi đáng kể hành vi đứt gãy bề mặt So với pha giao fun88 app PyC dày đặc, cường độ khử liên kết của giao fun88 app PyC xốp giảm từ 366,1 MPa xuống 198,0 MPa, trong khi ứng suất ma sát trượt giao fun88 app tăng từ 5,44 MPa lên 7,52 MPa, đạt được quy định không đối xứng về "độ lệch dễ dàng và ma sát mạnh" Thiết kế này không chỉ có thể chủ động tạo ra độ lệch vết nứt trong miền lỗ nano và giảm ứng suất của sợi mà còn tăng cường khả năng tiêu tán năng lượng ma sát và truyền tải qua các mặt cắt gồ ghề và đường quanh co, cải thiện đáng kể hiệu quả tiêu tán năng lượng

Hình 3 Đặc tính hiệu suất pha giao fun88 app PyC xốp và hành vi lan truyền vết nứt

Động lực phân tử, mô phỏng trường pha/phần tử hữu hạn và các quan sát tại chỗ μ-CT tiết lộ thêm cơ chế tăng cường và làm cứng: các lỗ nano đóng vai trò là điểm tập trung ứng suất để tạo ra sự khởi đầu và phân nhánh của các vết nứt vi mô, khiến các vết nứt ngoằn ngoèo và mở rộng dọc theo mạng lưới lỗ chân lông, đồng thời các phần gồ ghề cản trở sự trượt và tăng khả năng tiêu tán năng lượng Mật độ vết nứt chính của vật liệu tổng hợp bề mặt xốp tăng từ 10/mm lên 19/mm và độ dịch chuyển mở vết nứt trung bình (COD) giảm từ 4,6 μm xuống 2,4 μm, cho thấy năng lượng biến dạng được sử dụng nhiều hơn để tạo ra các vết nứt vi mô mới thay vì mở rộng các vết nứt chính, cải thiện đáng kể khả năng chịu hư hại và khả năng tiêu tán năng lượng của vật liệu

Trong microcompozit bó đơn, độ bền kéo của thiết kế giao fun88 app xốp đạt 903 MPa, cao hơn 38% so với giao fun88 app dày đặc và năng lượng đứt gãy tăng lên 1,8 lần Kết quả này chứng minh rằng việc đưa các cấu trúc nanopore vào bề mặt có thể vượt qua ranh giới hiệu suất của vật liệu tổng hợp ma trận gốm truyền thống một cách hiệu quả, nơi độ bền và độ dẻo dai bị hạn chế lẫn nhau Thông qua thiết kế tách rời hoạt động loại bỏ liên kết và ma sát ở bề mặt, độ bền và độ bền có thể được cải thiện đồng thời ngoài sự đánh đổi truyền thống

Hình 4 Độ lệch vết nứt do giao fun88 app xốp PyC và cơ chế tăng cường và tăng cường đa quy mô

Nhóm tiếp tục giới thiệu giao fun88 app xốp vào vật liệu tổng hợp vĩ mô ba chiều để xác minh khả năng ứng dụng của nó khi mở rộng quy mô Kết quả cho thấy pha giao fun88 app xốp vẫn có thể đóng vai trò làm lệch vết nứt, trượt giao fun88 app, kéo sợi và tiêu tán năng lượng đa vết nứt một cách hiệu quả trong các cấu trúc bện ba chiều phức tạp, đồng thời cơ chế tăng cường và tăng cường của nó có kích thước và khả năng thích ứng cấu trúc tốt Độ bền kéo ở nhiệt độ phòng tăng từ 158,5 MPa lên 385,4 MPa, tăng khoảng 1,4 lần; trong điều kiện kéo ở nhiệt độ cao 1200°C, cường độ tăng từ 80,0 MPa lên 308,1 MPa, thể hiện tiềm năng ứng dụng kỹ thuật và triển vọng của thiết kế giao fun88 app xốp sinh học cho môi trường dịch vụ nhiệt độ cực cao

Tóm lại, công trình này đạt được khả năng kiểm soát bất đối xứng độ bền liên kết bề mặt và ứng suất ma sát bằng cách chủ động xây dựng cấu trúc lỗ nano lần đầu tiên, vượt qua các hạn chế của kỹ thuật giao fun88 app truyền thống dựa trên thỏa hiệp thực nghiệm và thúc đẩy thiết kế bề mặt của vật liệu composite ma trận gốm từ "tối ưu hóa theo kinh nghiệm" đến "thiết kế mục tiêu được hướng dẫn về mặt lý thuyết" Chiến lược sinh học này có triển vọng tốt trong việc mở rộng quy mô và cung cấp các hướng kỹ thuật mới để phát triển cấu trúc nhiệt hàng không vũ trụ, thiết bị năng lượng tiên tiến, giao fun88 app được phân loại theo chức năng và vật liệu sinh học

Chi tiết giấy: Hong, W, Pang, X, Yan, H, Zhang, Z, Li, L, Zhang, Z & Fang, D Tăng cả độ bền và độ dẻo dai trong vật liệu tổng hợp ma trận gốm thông qua các giai đoạn xốp lấy cảm hứng từ sinh học Truyền thông Thiên nhiên (2026)