1990年,英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司制造了一臺(tái)耐高溫而不需要冷卻系統(tǒng)的陶瓷汽車發(fā)動(dòng)機(jī),是研究成功的先進(jìn)陶瓷材料的典型實(shí)例。由于陶瓷很硬又耐高溫,用它作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可以不用冷卻系統(tǒng)，從而大大減少了發(fā)動(dòng)機(jī)本身的重量，達(dá)到節(jié)省燃料的目的。但普通的陶瓷很脆,經(jīng)不起飛速行駛的汽車的顛簸和振動(dòng)，容易碎裂,因此陶瓷在汽車上久久得不到應(yīng)用。

能不能生產(chǎn)一種又硬又韌摔不破的陶瓷呢?貝殼這種東西給科學(xué)家以很大啟發(fā),材料科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，貝殼就是一種很硬但很不容易摔破的材料,它們?yōu)槭裁茨苡钟灿猪g呢?研究后發(fā)現(xiàn),貝殼是由許多層狀的碳酸鈣組成的,而在每層碳酸鈣中間又夾著一層有機(jī)蛋白質(zhì),把層層碳酸鈣粘在一起。貝殼中的碳酸鈣很硬又很脆,但之所以不易碎裂是因?yàn)樵诿繉犹妓徕}中出現(xiàn)的裂紋不會(huì)擴(kuò)張到其它碳酸鈣層中去,而被中間那層柔軟的有機(jī)蛋白質(zhì)阻擋住了。

科學(xué)家們從貝殼的結(jié)構(gòu)得到啟示,決定模仿貝殼制造摔不破的陶瓷。其方法是選擇極硬的碳化硅陶瓷燒結(jié)成薄片,然后在每片碳化硅陶瓷片上涂上石墨層，再把涂有石墨層的碳化硅層層疊起來(lái)加熱擠壓,使堅(jiān)硬的碳化硅陶瓷粘結(jié)在石墨上,石墨和貝殼中的有機(jī)蛋白質(zhì)一樣,起粘結(jié)劑作用,而且粘得很牢固,碳化硅在遇到?jīng)_擊振動(dòng)時(shí)也只能使表面的幾層脫掉，而表面很薄的幾層脫掉后能把大部分能量吸收,避免整個(gè)零件的碎裂。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明,想折斷有石墨層的'千層餅’式的碳化硅陶瓷的力量,比折斷沒(méi)有石墨結(jié)合的整塊的碳化硅要大100倍，其韌性接近木材的韌性。用貝殼式陶瓷材料制成的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)計(jì)不久的將來(lái)就可裝在飛駛的汽車上作實(shí)車試驗(yàn)。

來(lái)源：新思界

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