珍珠母堆垛微结构的力学性能和热稳定性
Abstract
一直以来, 软体动物贝壳内的珍珠母因为其由文石片和片间有机基质薄层堆垛而成的微结构及其卓越的力学行为而广受关注, 但对贝壳珍珠母的多级结构, 尤其是其中的两级有机基质结构的力学功能研究甚少. 本文通过机械载荷和温度载荷组合来研究皱纹盘鲍(Haliotis Discus Hannai)贝壳内的珍珠母的结构和力学特性关联. 发现文石片层间的有机基质的热解有效降低了珍珠母堆垛微结构的强度和韧性, 并在250℃时使珍珠母的层叠堆垛结构完全崩溃, 此时有机基质的热解量约为1.7 wt%, 仅为有机基质总量的40%. 而力学性能试验比较发现, 珍珠母堆垛微结构的热稳定远低于其基本组成单元——文石片纳米复合结构. 另外, 尽管有机基质薄层的黏着作用对珍珠母的力学性能具有积极意义, 但珍珠母微结构本身的逐层交错堆垛设计机制是影响其刚度的决定性因素.
