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克服强度-可恢复性制约的三维高熵合金—聚合物复合纳米点阵超材料
作者:Xuan Zhang, Jiahao Yao, Bin Liu, 2018-07-11 17:28:32
三维微纳米点阵材料具有优异的力学性能,如低密度、高刚度等。但是,现有的微纳米点阵材料的强度与可恢复性之间存在着相互约束,即高强度的点阵材料通常表现为脆性,而可恢复性能好的点阵材料的强度较低。这一强度与可恢复性的制约在很大程度上限制了微纳米点阵材料在能量存储和机械致动等领域的应用潜力。清华大学航天航空学院李晓雁课题组、与中国科学院金属所、美国布朗大学以及大连理工大学合作提出了一种基于复合材料的设计方案,解决上述难题。该设计方案首先采用了先进的纳米尺度增材制造技术(三维双光子光刻激光直写)直接打印高弹性聚合物材料组成的纳米点阵结构(最小特征尺寸约为260nm),然后通过磁控溅射手段将具有高强度的高熵合金材料均匀镀层在聚合物骨架的表面(厚度仅为14.2-126.1nm),从而实现了“1+1>2”的优异力学性能。该纳米点阵不仅保有聚合物材料的高弹性和良好的可恢复性,而且由于高熵合金纳米镀膜的存在,使得该纳米点阵兼具高强度的优点,从而使得该复合纳米点阵材料克服了早先微纳米点阵材料具有的强度与可恢复性之间相互制约的问题。
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