1990年,英国帝国化学工业公司制造了一台耐高温而不需要冷却系统的陶瓷汽车发动机,是研究成功的先进陶瓷材料的典型实例。由于陶瓷很硬又耐高温,用它作汽车发动机可以不用冷却系统，从而大大减少了发动机本身的重量，达到节省燃料的目的。但普通的陶瓷很脆,经不起飞速行驶的汽车的颠簸和振动，容易碎裂,因此陶瓷在汽车上久久得不到应用。

能不能生产一种又硬又韧摔不破的陶瓷呢?贝壳这种东西给科学家以很大启发,材料科学家们发现，贝壳就是一种很硬但很不容易摔破的材料,它们为什么能又硬又韧呢?研究后发现,贝壳是由许多层状的碳酸钙组成的,而在每层碳酸钙中间又夹着一层有机蛋白质,把层层碳酸钙粘在一起。贝壳中的碳酸钙很硬又很脆,但之所以不易碎裂是因为在每层碳酸钙中出现的裂纹不会扩张到其它碳酸钙层中去,而被中间那层柔软的有机蛋白质阻挡住了。

科学家们从贝壳的结构得到启示,决定模仿贝壳制造摔不破的陶瓷。其方法是选择极硬的碳化硅陶瓷烧结成薄片,然后在每片碳化硅陶瓷片上涂上石墨层，再把涂有石墨层的碳化硅层层叠起来加热挤压,使坚硬的碳化硅陶瓷粘结在石墨上,石墨和贝壳中的有机蛋白质一样,起粘结剂作用,而且粘得很牢固,碳化硅在遇到冲击振动时也只能使表面的几层脱掉，而表面很薄的几层脱掉后能把大部分能量吸收,避免整个零件的碎裂。根据实验证明,想折断有石墨层的'千层饼’式的碳化硅陶瓷的力量,比折断没有石墨结合的整块的碳化硅要大100倍，其韧性接近木材的韧性。用贝壳式陶瓷材料制成的汽车发动机预计不久的将来就可装在飞驶的汽车上作实车试验。

来源：新思界

汇聚平凡   共筑伟大