Déflexion et pontage des fissures :La présence de la coque souple peut induire une déflexion et un pontage des fissures, ce qui dissipe efficacement l'énergie des fissures qui se propagent. Lorsqu'une fissure rencontre une unité structurelle noyau-coquille, elle a tendance à se dévier le long de l'interface entre le noyau et la coque, plutôt que de se propager directement à travers la matrice céramique. Ce mécanisme de déviation des fissures contribue à augmenter la ténacité du matériau.
Dissipation d'énergie :La coque souple peut subir une déformation plastique ou une déformation viscoélastique, qui consomme de l'énergie et dissipe la concentration de contraintes au fond de la fissure. Ce mécanisme de dissipation d’énergie contribue à réduire la force motrice de propagation des fissures et à améliorer la ténacité de la céramique.
Trempe par transformation de phase :Dans certains cas, les unités structurelles cœur-coquille peuvent subir une trempe par transformation de phase. Par exemple, lorsque le noyau est constitué d’une phase métastable, il peut se transformer en une phase plus stable sous le champ de contraintes de la fissure qui se propage. Cette transformation de phase peut induire une expansion de volume et générer des contraintes de compression autour de la pointe de la fissure, ce qui peut arrêter efficacement la propagation de la fissure et améliorer la ténacité de la céramique.
Pontage et arrachement des fissures :Le noyau rigide peut agir comme un pont pour relier les surfaces des fissures et résister à l’ouverture de la fissure. Lorsqu'une fissure se propage à travers une matrice céramique contenant des unités structurelles noyau-coquille, les noyaux rigides peuvent combler les surfaces de la fissure et empêcher la fissure de s'ouvrir davantage. De plus, la coque souple peut favoriser l'arrachement des noyaux rigides de la matrice, ce qui contribue également au durcissement de la céramique.
En combinant ces mécanismes de trempe, les unités structurelles noyau-coquille peuvent améliorer considérablement la ténacité des céramiques, les rendant plus résistantes à la rupture et aux dommages. Cela fait des unités structurelles noyau-coquille une approche prometteuse pour le développement de matériaux céramiques avancés dotés de propriétés mécaniques améliorées.
