仿生在复合材料设计中的应用

观察天然生物体材料界面及其增强体的微观结构表明，其界面是多层、成分呈梯度变化其增强体并非平直，是以一定角度螺旋方式结合，微纤维的排布角度也是梯度变化的。在分析这些结构基础上，分别为复合材料提出了多层梯度形式的微观界面模型和多层双螺旋形式的增强体模型。实验结果表明：对碳纤维增强铝体系，仿生界面可使其室温和高温强度提高1倍以上，断裂功提高2倍以上，对SiC纤维增强铝体系也有同样的效果，另外采用仿生界面模型，可使制备工艺简单化。仿生增强体模型可使复合材料在保持原有强度下，断裂韧性有1倍以上的提高。这两种模型对复合材料具有普适性。本基金在三年期间共发表文章25篇，其中国际杂志7篇，国内杂志8篇。