珍珠质文石板片的纳米结构与断裂行为

编号：CPJS06254

篇名：珍珠质文石板片的纳米结构与断裂行为

作者：王胜男 竺鑫桥

关键词： 珍珠质 文石板片 纳米结构 断裂行为

机构： 中国工程物理研究院化工材料研究所 中国工程物理研究院核物理与化学研究所

摘要： 贝壳珍珠质作为一种天然的防御材料,具有优异的力学性能。先前的研究认为,珍珠质的高韧性来源于砖墙结构,而其基本组成单元——单个文石板片,并没有承担重要的力学作用。然而近期的研究却发现单个文石板片具有韧性,且这种韧性源自板片内部独特的纳米结构。因此,研究文石板片的纳米结构,揭示其构效关系,有助于完善珍珠质在多尺度下的增韧机制,从而为高性能功能材料的设计和制造提供新思路。利用透射电子显微镜(TEM)对珍珠质文石板片的纳米结构和断裂行为进行了研究。结果表明,文石板片虽呈现单晶的衍射花样,其内部却包裹了大量尺寸不一、形状各异的有机物。对受损珍珠质的TEM分析显示,板片的破断行为受到了晶内有机物的调控。在裂纹偏转、裂纹尖端钝化、晶内有机物变形等多种增韧机制的共同作用下,单个文石板片自身的能量耗散率得到了极大的提升。