On the Damage Tolerance of Bioinspired Gradient Composites with Nacre‐Like Architecture

材料科学 损伤容限 复合材料 复合数
作者
Nan Zhang,Zengqian Liu,Qin Yu,Xiaotao Li,Yankun Zhu,Shaogang Wang,Yuquan Hao,Bailing Jiang,Z. F. Zhang,Robert O. Ritchie
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:4
标识
DOI:10.1002/adfm.202421057
摘要

Abstract The evolution of natural armor materials has led to gradient structures with specific architectures to achieve high damage tolerance, thus offering valuable inspiration for the design of man‐made materials. Here, bioinspired gradient composites with a nacre‐like brick‐and‐mortar architecture are fabricated by infiltrating a polymer phase into porous ceramic scaffolds with position‐specific ceramic content. These composites demonstrate an integrated structure with notable several‐fold variations in local hardness and modulus across the thickness. The asymmetric mechanical properties and toughening mechanisms of the composites are investigated and compared to those of uniform composites. Specifically, when loaded along the direction of decreasing stiffness – resembling the typical loading configuration of natural armors, the gradient composites exhibit superior damage tolerance compared to the opposite direction and a uniform composite with equivalent ceramic content. This is attributed to the decreased peak stress, broader stress distribution, and increased deformation capacity, along with enhanced toughening effects that impede crack growth through mechanisms of crack deflection, crack bridging by uncracked ligaments, together with their frictional pull‐out from crack surfaces. This study deepens the understanding of the damage tolerance of gradient materials and offers insights for the bioinspired design of highly damage‐tolerant materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Autaro完成签到,获得积分10
1秒前
机密塔完成签到,获得积分10
1秒前
耿怀肖发布了新的文献求助10
1秒前
都美秋完成签到 ,获得积分10
1秒前
HAHA完成签到,获得积分10
1秒前
老马完成签到,获得积分10
4秒前
纯真冰蝶完成签到 ,获得积分10
4秒前
灵儿完成签到,获得积分10
4秒前
酷酷的山雁完成签到,获得积分10
5秒前
duyu完成签到,获得积分10
6秒前
机智翼完成签到,获得积分20
6秒前
科研通AI5应助我的意思采纳,获得10
6秒前
dingsw完成签到,获得积分10
6秒前
杪111完成签到 ,获得积分20
6秒前
6秒前
求知者1701应助文静灵阳采纳,获得10
7秒前
柯续缘完成签到,获得积分10
7秒前
花生仔应助清辉夜凝采纳,获得10
9秒前
快乐的幼丝完成签到 ,获得积分10
10秒前
段辉完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
幽默的迎天完成签到,获得积分10
10秒前
奋斗若雁完成签到 ,获得积分10
10秒前
替我活着发布了新的文献求助10
10秒前
野鼠城狐发布了新的文献求助10
13秒前
ddstty完成签到,获得积分10
14秒前
啦啦啦啦完成签到,获得积分20
15秒前
叶子完成签到,获得积分10
15秒前
机智翼关注了科研通微信公众号
16秒前
CR7应助文静灵阳采纳,获得20
17秒前
dididi完成签到,获得积分10
18秒前
meng完成签到,获得积分10
19秒前
毛毛er完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
欣喜的初柔完成签到 ,获得积分20
21秒前
21秒前
njufeng完成签到,获得积分10
22秒前
llb完成签到,获得积分20
22秒前
所所应助明亮飞双采纳,获得10
23秒前
duckspy完成签到 ,获得积分10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
高温高圧下融剤法によるダイヤモンド単結晶の育成と不純物の評価 5000
Thoracic Tumours WHO Classification of Tumours, 5th Edition, Volume 5 1000
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
ISO/IEC 24760-1:2025 Information security, cybersecurity and privacy protection — A framework for identity management 500
碳捕捉技术能效评价方法 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4719863
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4080506
关于积分的说明 12617743
捐赠科研通 3785076
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2090704
邀请新用户注册赠送积分活动 1116713
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 993800