天天观察：科学家发明出一种轻质、高强韧仿生金属陶瓷

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新华网沈阳2月6日电（记者王莹）近日，中国科学院金属研究所刘增乾、张哲峰团队与国内外科研团队合作，发明出一种新型仿生金属陶瓷，该材料具有仿生材料优异的轻质、高强韧、高阻尼性能。

轻质高强韧高阻尼材料对于促进结构减重、保障安全服役，以及提升减振、吸能、降噪等功能至关重要，在航空航天、精密仪器等领域具有广泛应用前景。由金属和陶瓷组成的复合材料，又称金属陶瓷，有望综合陶瓷和金属的性能优势，同步获得轻质高强韧高阻尼性能。然而，现有金属陶瓷大都以强化相分散于连续基体相中，各相三维空间连通性较差，难以兼具陶瓷的高强度与金属的高韧性，同时阻尼系数普遍偏低，并且随着强度提升而进一步下降。

自然界中的贝壳、骨骼等天然生物材料各组成相在三维空间均保持连续并且相互贯穿，以此实现不同性能优势的高效结合。金属所科研人员受这种巧妙结构启发，选用兼具金属和陶瓷特性并且与镁界面润湿性良好的MAX相陶瓷作为组元，利用含氧气氛下的可控球磨工艺将MAX相剥离成亚微米尺度薄片，再通过一系列实验操作，研制了具有超细尺度三维互穿类贝壳结构的新型镁-MAX相仿生金属陶瓷材料。

该新型镁-MAX相仿生金属陶瓷在承载、减振等方面具有独特优势，有望应用于航空航天、精密仪器等领域，该仿生设计思路也可为开发新型高性能金属陶瓷材料提供有益启示。相关研究成果近期发表在《今日材料》期刊上，并且申请发明专利一项。