記者30日從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所科研人員與國內(nèi)外科研團(tuán)隊合作，發(fā)明出一種具有高輕、高強、高阻尼性能的仿生材料——鎂-MAX相仿生金屬陶瓷。該研究成果近日發(fā)表在《今日材料》上并已申請發(fā)明專利。

受自然界中貝殼、骨骼等天然生物材料的巧妙結(jié)構(gòu)啟發(fā)，中科院金屬所科研人員選用了兼具金屬和陶瓷特性并且與鎂界面潤濕性良好的MAX相陶瓷作為組元，利用含氧氣氛下的可控球磨工藝，將MAX相剝離成亞微米尺度薄片，再利用真空抽濾實現(xiàn)陶瓷薄片的擇優(yōu)定向排列，從而將鎂熔體浸滲入部分燒結(jié)的多孔陶瓷骨架中，研制出具有超細(xì)尺度三維互穿類貝殼結(jié)構(gòu)的新型鎂-MAX相仿生金屬陶瓷材料。

據(jù)介紹，新型仿生金屬陶瓷材料在密度與鋁合金相當(dāng)?shù)臈l件下（2.79g·cm^-3），其室溫壓縮與彎曲強度均超過1吉帕（GPa），即使在200攝氏度下，其強度依然接近700兆帕（MPa），均顯著高于各組元以及其他鎂—陶瓷復(fù)合材料，同時獲得了超過350MPa/g·cm^-3的超高比強度，高于絕大多數(shù)塊狀鎂及鎂合金、陶瓷以及其他金屬—陶瓷復(fù)合材料。

該仿生金屬陶瓷表現(xiàn)出超過單一鎂組元的優(yōu)異阻尼性能以及良好的斷裂韌性，在承載、減振等方面具有獨特優(yōu)勢，有望應(yīng)用于航空航天、精密儀器等領(lǐng)域，且該仿生設(shè)計思路也可為開發(fā)新型高性能金屬陶瓷材料提供有益啟示。