【小支架材料增韌陶瓷】

明道

【小支架材料增韌陶瓷】

在壓力下： 小桁架反彈

加州理工學院的研究人員提出了納米陶瓷材料不破壞時變形。

這種新材料採用的納米管，給它超低密度和高強度但無見於人工納米結構陶瓷的脆性的腳手架。

朱麗亞 · 格里爾和他的同事通過安排氧化鋁納米管直徑大約一微米到桁架的晶格結構創造的材料。

縱橫交錯的 struts 這熟悉安排廣泛應用於建築和其他大型建築。

原來是臨界厚度直徑比的 [納米管] struts，低於這有可能為 nanolattice 變形通過殼板失穩，而不是通過骨折，格里爾解釋說。

八個三角形承受的載荷

桁架結構包括五個或更多的三角形單元，格里爾和加州理工學院研究生 Lucas 梅薩山和達斯選擇了一種結構，利用八個各個三角形。

格里爾解釋了八位位組桁架是一種很少有格子幾何與拉伸，占主導地位的機械行為的改善情況，而不是彎曲，在回應應用載入。

八隅體連接保持在壓力之下，但每一層變得壓縮和折疊後壓縮，如圖所示在我們視頻，說，格里爾。

研究人員嘗試用結構由氧化鋁納米管厚度從 5 到 60 毫微米、 直徑從 0.45 到 1.38 μ m，而 nanolattice 相差 5 到 15 μ m 的單位儲存格寬度。

壓縮實驗，藉以樣品有一個週期的載入和卸載，進行以確定其楊氏模量 — — 或僵硬 — — 材料的屈服應力，是的點的樣品不返回到原來的形狀。

納米管結構的牆壁是相對較厚相比它們的直徑。

管的厚度 — — 直徑比率超過 0.03 表明線性彈性變形 （類似于橡膠），陣陣應變導致災難性的脆性破壞。

然而，薄壁的納米管的比率低於 0.02 展出彈性緊接著韌性對載入回應。

這種行為類似于金屬，如銅，和不涉及應變或災難性故障。

古怪行為

被研究者們驚訝地發現這種行為中的薄的結構嗎？

格里爾說，當然。

這些結構不失敗在脆性的時尚，像那種任何宏觀材料一樣，但也不像 50 毫微米厚名在薄壁中我們研究的八位位元組"。

急切的想瞭解他們的意見，團隊開發了一種模型之間的斷裂和彈性失效的關鍵性的過渡點。這是能夠預測較厚的氧化鋁管會失敗因為脆性斷裂，薄管則更傾向于通過彈性失效模式屈曲。

像宏觀尺度工程結構中，壓力很大程度上定位於桁架結構的節點。

格里爾說：有很多種方法來改善節點強度。

但這不是我們正在做什麼。

提高強度是工程師做 ；我們是科學家，所以我們做的科學發現和工程師離開 '改善'。

介紹了在科學的結構.

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關於作者

安娜 Demming 是在nanotechweb.org的線上編輯器 

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