轻质高强韧高阻尼材料对于煽惑机关减重、包管安定服役，以及擢升减振、吸能、降噪等成效至闭紧要，在航空航天、精华仪器等范畴具有无边使用前景。金属和陶瓷是工程使用最广博的两类圈套材料，陶瓷具有高模量、高硬度、高热坚固性等优点，但断裂韧性和阻尼偏低，力学本能对破绽较为敏感，特意是在张应力条款下强度明白减少。与之比拟，金属寻常发扬出更为非凡的延展性和断裂韧性，此中镁和镁合金具有优秀的比强度、比刚度和阻尼本能，然而，其切切强度、刚度以及断裂韧性均偏低，断定程度上节制了它们的广博操纵。

　　由金属和陶瓷组成的复闭原料，又称金属陶瓷（cermet），有望综合两相的本能优势，同步取得轻质高强韧高阻尼机能。不过，现有金属陶瓷多数以强化相分袂于连气儿基体相中，各相三维空间连通性较差，而且不时干枯特定空间构型摆设，难以兼具陶瓷的高强度与金属的高韧性，同时阻尼系数盛大偏低，并且随着强度擢升而进一步下降。自然界中的贝壳、骨骼等天然生物资料各组成相在三维空间均撑持连续并且相互贯穿，以此告终分离本能优势的高效召集，这种奇异组织可为研制新型高职能金属陶瓷原料供给主要启发。

　　近日，中国科学院金属研商所资料使役行动切磋部仿生材料安插团队与轻质高强资料考虑部及国内外科研人员团结，领受兼具金属和陶瓷本质而且与镁界面润湿性出色的MAX相陶瓷作为组元，利用含氧氛围下的可控球磨工艺将MAX相剥离成亚微米轨范薄片，进而诳骗真空抽滤完成陶瓷薄片的择优定向陈设，结尾将镁熔体浸渗透个别烧结的多孔陶瓷骨架中，研制了具有超细准则三维互穿类贝壳机闭的新型镁-MAX一律生金属陶瓷资料，如图1所示，该仿生金属陶瓷材料具有以下特色：仿生空间构型：MAX相薄片择优定向摆设，镁添补薄片之间的空地，发生相仿天然贝壳的微观软硬交替层状机关，有助于松开裂纹尖端的有效应力强度程度，指挥裂纹沿镁相发作偏转，并资历MAX相薄片的桥接与拔出阻挡裂纹面睁开，从而起到有效的增韧效力；两相三维互穿：镁和MAX相各自坚持接续，继续的镁有助于保全其高阻尼职能，毗连的MAX相有助于获得高加紧着力，况且两相在三维空间彼此领略，怂恿各相内中以及两相之间的应力传达，减轻应力汇集，延缓因各单一相或两相界面妨害导致全部过早断裂；超细陷坑准绳：镁和MAX相的特色尺寸均在亚微米到纳米周围，告终金属相细晶强化，同时减小MAX相中的漏洞尺寸，富足表现陶瓷组元的强化作用，并且获得高密度（~7.5×103mm-1）的两相界面，始末策动位错在界面处出现与可逆行径进步阻尼机能。

　　上述组成与组织的精巧调节给与仿生材料杰出的轻质高强韧高阻尼职能，在密度与铝关金相当的条件下（2.79g·cm-3），其室温紧缩与滞碍强度均逾越1GPa，纵然在200°C下，其强度依旧切近700MPa，均显明高于各组元以及其所有人镁-陶瓷复关材料，同时取得了横跨350MPa/(g·cm-3)的超高比强度，高于绝大无数块状镁及镁关金、陶瓷以及其全班人金属-陶瓷复关原料，况且仿生原料发挥出横跨单一镁组元的突出阻尼职能以及非凡的断裂韧性（16.4MPa·m1/2），如图2所示。

　　新型镁-MAX相同生金属陶瓷在承载、减振等方面具有奇特优势，有望利用于航空航天、精美仪器等规模，该仿生放置想路也可为开采新型高本能金属陶瓷资料提供有益开辟。关系商讨成就近期公布在Materials Today，第一作者为博士咨议生刘艳艳，况且申请发觉专利一项（专利号：ZL7.9）。