부크 메탈릭 유리 성형 합금을 준수하는 단계로 바이오 영감 나크레 와 같은 알루미나

최근 몇 년 동안 차량의 연료 소비를 줄이기 위한 첨단 경량 소재개발이 연구자들로부터 주목을 받고 있습니다. 그러나 이러한 응용 분야에는 높은 수준의 기계적 신뢰성이 필요하므로 골절 인성이나 피로 수명을 희생하지 않으면서 고강도 대 중량 비율의 균형을 달성하는 것이 중요합니다. 포탄의 나크르와 같은 많은 생물학적 물질은 이미 이러한 특성을 나타내므로 바이오에서 영감을 얻은 미세 구조를 설계하는 경로를 탐색하는 것이 유망합니다.

이 기사의 연구원은 지르코늄 기반의 벌크 금속 유리 매트릭스 "박격포"에 알루미나 "벽돌"와 nacre 같은 세라믹 및 금속 합성에 보고합니다. 그런 다음 재료 처리, 미세 구조 및 특성 간의 관계를 탐구했습니다. 특히, 알루미나는 라멜라와 벽돌과 박격포의 두 가지 구조로 동결된 다음 두 개의 서로 다른 온도1153 및 1273 K의 금속 유리로 침투합니다. 네 가지 재료는 모두 벌크 굴곡 강도와 골절 인성에 관한 다른 기계적 특성을 나타낸다. 가장 관심있는 것은 1273 K에 침투한 벽돌 및 박격포 구조는 상승하는 R 곡선을 가지고 있어 안정적인 느린 균열 성장과 최대 14MPa-m1/2까지 강화되는 외장성을 나타냅니다. 이것은 매트릭스에서 세라믹 벽돌의 균열 브리징, 편향 및 풀아웃에 기인했다. 또한 SEM 노치 마이크로캔틸레버 테스트를 수행하여 두 번의 침투 온도에 대한 세라믹 금속 인터페이스를 분리할 수 있었습니다. 1273 K 침광 온도는 알루미나의 침식으로부터 거친 인터페이스로 인해 BMG 골절 대 얼굴 내 골절을 초래했다. 따라서 마이크로 스케일 테스트가 약한 인터페이스로 인해 낮은 인성을 기소했음에도 불구하고, 벌크 스케일에서 인터페이스를 따라 실패를 강요하여 외장적인 강화 메커니즘을 활성화시켰습니다. 이것은 새로운 고급 구조 자재 엔지니어링에 필요한 마이크로 기계적 및 대량 규모의 기계 테스트에서 수집 할 수있는 보완 정보의 좋은 데모입니다.