碳/碳复合材料是航空航天，核工业以及半导体行业中广泛应用的关键材料之一，具有极高的抗拉强度，但是其较低的抗弯强度严重影响了碳/碳复合材料在弯曲构件上的应用。海南大学材料科学与工程学院李建林教授课题组长期致力于研究极端环境中服役的陶瓷结构材料，最近在这方面的研究中取得重要进展。该项工作的部分研究成果以The mortise and tenon structure enabling lamellar carbon composites of ultra-high bending strength为题，近日发表在结构材料领域的顶级期刊Journal of Materials Science & Technology（https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.03.030）。

在这项工作中，利用李建林教授等提出的相变膨胀烧结原理，通过将纳米金刚石颗粒均匀包覆在编织碳纤维布表面，经叠成烧结后纤维布层间生成的纳米碳洋葱将碳纤维布牢固地粘结在一起，位于编织纤维丝束交叉处的石墨洋葱在纤维布层间形成独特的“榫卯结构”，进一步强化了烧结后块体的力学性能，其弯曲强度高达1.2 GPa。采用该工艺制备的相关材料在极端环境中具有重要应用前景。这项工作避免了传统的碳/碳复合材料制备工艺中的环境污染、高能耗和极长的制备周期，开创了一种制备具有超高弯曲强度的碳/碳复合材料的新方法，解决了一个长期未能解决的难题，获得相关专利授权三项。课题组硕士研究生李昭君，林坤鹏，苗义民等参加了有关研究工作，东华大学、萍乡学院的相关课题组也作出重要贡献。