美國萊斯大學和匈牙利賽格德大學的研究人員合作，通過在3D打印陶瓷基復合材料表面涂覆柔性環氧樹脂聚合物保型涂層，顯著提升陶瓷基復合材料的損傷容限。
軟體動物殼體中的珍珠層、骨骼等天然陶瓷基復合材料由硬的礦物質和軟的有機相層層組裝而成，具有多尺度復雜內部結構，表現出極高的強度和韌性。受此啟發設計的仿生陶瓷基復合材料強度和韌性均優于普通陶瓷，但制備工藝復雜且尺寸有限。研究人員通過立體光固化和熱解制成具有特定形狀的陶瓷骨架，將其置于環氧樹脂中，經紫外光固化后表面形成70~100 μm厚的柔性環氧聚合物保型涂層，最終得到大小為1.5 cm 3 的陶瓷基復合材料。仿真結果表明，陶瓷基復合材料的壓縮強度達到82 MPa，而未涂覆保型涂層陶瓷僅為57 MPa；陶瓷基復合材料的能量吸收能力是未涂覆保型涂層的陶瓷的10倍。采用上述方法制備的圓柱形陶瓷基復合材料試樣，韌性和斷裂應變比未涂覆保型涂層的陶瓷分別提高2.5倍、4.5倍。
這項研究為制備輕質高強陶瓷基復合材料提供了一種簡單方法，將促進陶瓷基復合材料部件在結構工程中的應用。
論文：Damage-tolerant 3D-printed ceramics via conformal coating
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