Architected Interpenetrating Phase Composites Achieve Quasi‐Isotropic Ultrahigh Strength

材料科学 复合材料 脆性 抗压强度 各向同性 刚度 环氧树脂 比模量 模数 有限元法 相(物质) 比强度 复合数 聚合物 弹性模量 格子(音乐) 最大相位 纳米复合材料 杨氏模量 各向异性 压缩(物理) 断裂(地质) 同质性(统计学) 劈理(地质) 断裂力学
作者
Pin Wen,Yuanjun Yu,Yongou Zhang,Xinxin Wang,Fei Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.75090
摘要

ABSTRACT Achieving mechanical isotropy in composites with ordered reinforcement architectures remains challenging, as structural order typically induces directional dependence. This work demonstrates a paradigm‐shifting strategy that reconciles these contradictory requirements by engineering a quasi‐isotropic lattice metamaterial phase within interpenetrating phase composites (IPCs). We strategically reinforce the weak stiffness directions of the base architecture, developing skeletal frameworks that approach theoretical stiffness‐strength boundaries while maintaining isotropy. Finite element analysis and experimental characterization along crystallographic [100], [110], and [111] orientations confirm consistent quasi‐isotropic behavior, with directional variations in Young's modulus and compressive strength below 10% for both Ti6Al4V skeletons and epoxy‐infiltrated IPCs. The resulting composites exhibit exceptional mechanical performance: specific compressive strengths exceeding 100 N m kg −1 and specific energy absorption reaching 53 J g −1 for the skeletal phase—setting new benchmarks in the literature. Epoxy infiltration synergistically enhances performance, increasing Young's modulus by 70.2% and compressive strength by 105.2% compared to the bare skeleton. Fractographic analysis reveals a transition from ductile failure in pure skeletons to brittle cleavage fracture in IPCs, due to the constraining effect of the polymer matrix. This work provides a design framework for achieving isotropy in composites with ordered architectures.
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
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
刚刚
核桃应助迷路宛白采纳,获得30
刚刚
踏实画板发布了新的文献求助10
1秒前
mingming发布了新的文献求助10
1秒前
大连理工官方完成签到,获得积分10
1秒前
Song0558完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
企鹅发布了新的文献求助10
2秒前
sqq发布了新的文献求助10
3秒前
鱼0306完成签到,获得积分10
3秒前
舒心玉兰发布了新的文献求助10
4秒前
scm完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
于顺发布了新的文献求助10
6秒前
ding应助哈哈哈采纳,获得10
6秒前
pearl完成签到,获得积分10
7秒前
万能图书馆应助勤恳幻雪采纳,获得10
7秒前
7秒前
老班长完成签到,获得积分10
8秒前
小鹿5460应助Tonald Yang采纳,获得10
8秒前
小M发布了新的文献求助10
8秒前
rabwang完成签到,获得积分10
9秒前
英俊的铭应助mdgas采纳,获得10
9秒前
粥粥爱糊糊完成签到,获得积分10
11秒前
sqq完成签到,获得积分10
11秒前
企鹅完成签到,获得积分10
11秒前
541发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
科研小啪菜完成签到,获得积分10
12秒前
滴滴答答完成签到,获得积分10
12秒前
mingming发布了新的文献求助10
13秒前
张瀚元完成签到,获得积分20
13秒前
通辽小判官完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
乐乐应助aka2012采纳,获得10
14秒前
14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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7395419
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9001470
关于积分的说明 19158785
捐赠科研通 7031307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3229850
关于科研通互助平台的介绍 2392315
邀请新用户注册赠送积分活动 2211450