亀裂のたわみとブリッジング：柔らかいシェルの存在は、亀裂のたわみと架橋を誘発する可能性があり、これにより、伝播する亀裂のエネルギーが効果的に消散します。亀裂がコアシェル構造ユニットに遭遇すると、セラミックマトリックスを介して直接伝播するのではなく、コアとシェルの間のインターフェイスに沿って偏向する傾向があります。この亀裂偏向メカニズムは、材料の靭性を高めるのに役立ちます。
エネルギー散逸：柔らかいシェルは、エネルギーを消費し、亀裂先端でストレス集中を消費する塑性変形または粘弾性変形を受ける可能性があります。このエネルギー散逸メカニズムは、亀裂伝播の原動力を減らし、セラミックの靭性を改善するのに役立ちます。
位相変換の強化：場合によっては、コアシェル構造単位が位相変換の強化を受ける可能性があります。たとえば、コアがメタスト可能な相で作られている場合、伝播する亀裂の応力場の下で、より安定した位相に変換できます。この位相変換は、体積膨張を誘発し、亀裂先端の周りに圧縮応力を生成し、亀裂の伝播を効果的に阻止し、セラミックの靭性を高めることができます。
亀裂ブリッジングとプルアウト：硬いコアは、亀裂表面を接続し、亀裂の開口部に抵抗するための橋として機能します。亀裂がコアシェル構造ユニットを含むセラミックマトリックスを介して伝播すると、硬いコアは亀裂表面を橋渡しし、亀裂がさらに開くのを防ぐことができます。さらに、ソフトシェルは、マトリックスからの剛性コアの引き抜きを促進することができ、セラミックの強化にも寄与します。
これらの強化メカニズムを組み合わせることにより、コアシェル構造ユニットはセラミックの靭性を大幅に改善し、骨折や損傷に対してより耐性を高めることができます。これにより、コアシェル構造ユニットは、機械的特性が強化された高度なセラミック材料の開発のための有望なアプローチになります。
