中國粉體網訊 多孔陶瓷材料由于其獨特的多孔結構而體積密度小、比表面積高、熱導率低，加之陶瓷材料本身特有的耐高溫、強度高、化學穩定性好等特點，目前已廣泛應用于環保、節能、化工、冶煉、食品、制藥、生物醫療等多個領域。在現實狀況中，多孔陶瓷的性能不僅取決于孔壁骨架的組成、強度，也取決于多孔陶瓷的孔結構，諸如開閉孔百分數、孔徑分布和大小、孔排布方向、窗口數量等因素。而高孔隙率和高強度往往是矛盾的， 導致制備高強度的多孔陶瓷具有一定的難度。因此，如何克服多孔陶瓷的脆性、提高其力學承載水平，一直是個挑戰。
多年來，西安交通大學材料學院王紅潔教授課題組專注于先進結構陶瓷及其多功能化、陶瓷基復合材料、陶瓷增強（輕）金屬基復合材料、陶瓷/金屬焊接等先進陶瓷的研究。近日，王紅潔教授課題組在多孔陶瓷力學性能優化領域取得新進展，該團隊基于自主研發的SiC納米線氣凝膠，結合可控化學氣相浸滲（CVI）技術，開發出了一種輕質高強且對裂紋擴展不敏感的多孔陶瓷。該材料具有低密度（0.36g/cm3）、高強度（16 Mpa）、高模量（326 MPa）等性能特點，同時兼具良好的可壓縮性，壓縮斷裂應變高達50%以上，在機械能量吸收方面展現了巨大的應用潛力。在微觀上，該材料是以柔性單晶SiC納米線為網絡骨架，以納米線表面多晶SiC/非晶SiO2為涂層的復相三維網絡結構。該結構實現了納米線間結點的強化，在保持高變形能力的前提下，提高了納米線三維網絡的承載能力。該研究為設計和制備輕質高強、高可靠性的多孔陶瓷提供了新的思路。
該研究成果以“Lightweight and Strong Ceramic Network with Exceptional Damage Tolerance”為題目發表于《ACS Nano》上。西安交通大學材料學院博士生盧德為論文第一作者，青年教師莊磊助理教授和王紅潔教授為論文的共同通訊作者。
信息來源：西安交通大學
（中國粉體網編輯整理/山川）
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