研究员为陶瓷等材质开发一种聚合物软壳以防止其破碎
陶瓷在电子产品和其他设备中正变得越来越普遍。任何曾经摔过陶瓷板的人都知道,虽然这种材料可以经受住热度,而且经久耐用,但当它碰到坚硬的物体表面时往往会碎裂。 莱斯大学的研究人员已经开发出一种新的涂层,以帮助用3D打印机制造的陶瓷表面在遇到冲击时继续存活而不破碎。
研究小组发现,在陶瓷上涂上一层软壳,就可以使它们不太可能破碎。覆盖在陶瓷上的软性聚合物层在紫外线下被固化。研究人员将陶瓷的涂层过程比作用于处理汽车飞机挡风玻璃的过程,使其更不容易碎裂。
该团队通过实验和模拟证明,厚度不超过100微米的聚合物涂层可以使脆弱的雪花石的抗断裂能力提高4.5倍,华晶石拥有复杂的晶格,可以用3D打印机来打造物品。当这些材料被涂上聚合物时,它们就会与自然界中的结构相似,如贝壳和骨骼,它们在生物聚合物的基质中具有硬化的组织。
跌落测试
挤压测试
研究人员指出,在涂有聚合物涂层的情况下,这些结构仍然可能在压力下开裂,但它们不会散开。相对而言,没有涂层的结构会破裂。研究人员说,虽然他们的涂层结构会完全断裂,但他们不会像夹层玻璃那样断成碎片,而是保持封闭。
在研究过程中,该团队还将有涂层的雪花石与有涂层的固体陶瓷进行了比较,发现多孔结构在本质上更加坚硬,聚合物可以在陶瓷中注入缺陷,增强整体的抵抗力。
【来源:cnBeta.COM】
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