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(huán)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(zhì)和軟的有機相層層組裝而成，具有多尺度復雜內(nèi)部結構，表現(xiàn)出極高的強度和韌性。受此啟發(fā)設計的仿生陶瓷基復合材料強度和韌性均優(yōu)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(huán)氧樹脂中，經(jīng)紫外光固化后表面形成70~100 μm厚的柔性環(huán)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(zhì)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