Deflexión y formación de puentes en las grietas:la presencia de una capa blanda puede inducir la deflexión y la formación de puentes en las grietas, lo que disipa eficazmente la energía de las grietas que se propagan. Cuando una grieta encuentra una unidad estructural núcleo-envoltura, tiende a desviarse a lo largo de la interfaz entre el núcleo y la envuelta, en lugar de propagarse directamente a través de la matriz cerámica. Este mecanismo de desviación de grietas ayuda a aumentar la tenacidad del material.
Disipación de energía:la capa blanda puede sufrir deformación plástica o viscoelástica, lo que consume energía y disipa la concentración de tensión en la punta de la grieta. Este mecanismo de disipación de energía ayuda a reducir la fuerza impulsora de la propagación de grietas y mejora la tenacidad de la cerámica.
Endurecimiento por transformación de fase:en algunos casos, las unidades estructurales núcleo-carcasa pueden sufrir endurecimiento por transformación de fase. Por ejemplo, cuando el núcleo está hecho de una fase metaestable, puede transformarse en una fase más estable bajo el campo de tensión de la grieta que se propaga. Esta transformación de fase puede inducir expansión de volumen y generar tensiones de compresión alrededor de la punta de la grieta, lo que puede detener eficazmente la propagación de la grieta y mejorar la tenacidad de la cerámica.
Puenteo y extracción de grietas:el núcleo rígido puede actuar como un puente para conectar las superficies de la grieta y resistir la apertura de la grieta. Cuando una grieta se propaga a través de una matriz cerámica que contiene unidades estructurales núcleo-envoltura, los núcleos rígidos pueden unir las superficies de la grieta y evitar que la grieta se abra más. Además, la cubierta blanda puede promover la extracción de los núcleos rígidos de la matriz, lo que también contribuye al endurecimiento de la cerámica.
Al combinar estos mecanismos de endurecimiento, las unidades estructurales núcleo-carcasa pueden mejorar significativamente la tenacidad de las cerámicas, haciéndolas más resistentes a fracturas y daños. Esto hace que las unidades estructurales núcleo-carcasa sean un enfoque prometedor para el desarrollo de materiales cerámicos avanzados con propiedades mecánicas mejoradas.
