室温下Al2O3/TiC复合陶瓷阳极氧化诱导裂纹自愈合行为及其力学性能恢复机制研究

本研究由材料科研团队针对非金属相复合陶瓷的低温修复难题，创新性地采用电化学阳极氧化技术实现Al2O3/TiC复合材料裂纹室温自愈合。研究发现通过体积膨胀氧化物桥接和表面残余应力松弛机制，在≤1小时、～2 A/dm2参数下可实现弯曲强度显著恢复，为陶瓷材料可靠性提升提供了突破性低温修复策略。

　　

研究团队在室温环境下成功演示了非金属相复合陶瓷的裂纹自愈合现象。通过电化学阳极氧化(anodization)技术处理Al₂O₃/TiC复合材料，系统分析了TiC的阳极氧化特性、裂纹愈合行为以及弯曲强度恢复机制。结果表明：TiC诱导的裂纹愈合主要归因于体积膨胀氧化物形成的裂纹桥接效应以及表面残余应力的松弛作用。阳极氧化时间和电流密度均可增强裂纹愈合能力，虽然未能实现弯曲强度的完全恢复，但在～2 A/dm²电流密度和≤1小时处理时长下获得了显著强度恢复。该技术首次验证了非金属愈合相通过室温阳极氧化实现裂纹修复的功能，对于提升陶瓷材料的机械性能与可靠性具有重要应用价值。