仿生結(jié)構(gòu)陶瓷，是模仿天然生物材料的結(jié)構(gòu)制備得到的高性能陶瓷，其目的是增強(qiáng)陶瓷韌性。仿生結(jié)構(gòu)陶瓷可以拓寬陶瓷的應(yīng)用范圍，廣泛應(yīng)用在軍工、航空航天、機(jī)械設(shè)備、石油化工等領(lǐng)域。
　　陶瓷具有硬度大、強(qiáng)度高、耐磨、耐腐蝕、抗氧化等優(yōu)點，但具有脆性大的缺點，限制了其應(yīng)用場景拓寬。引入仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計理念來增強(qiáng)陶瓷材料的韌性、可靠性，成為陶瓷材料性能提升的重要技術(shù)路線之一。仿生結(jié)構(gòu)陶瓷可以模仿竹、木、貝殼、骨骼等天然生物材料的結(jié)構(gòu)特征來改善其脆性，可采用的陶瓷材料包括碳化硅、氮化硅、氮化硼等。
　　纖維獨石仿生結(jié)構(gòu)陶瓷模仿竹、木纖維結(jié)構(gòu)特征，纖維狀基體定向分布，基體之間由界面分隔，制成塊體結(jié)構(gòu)陶瓷。纖維獨石仿生結(jié)構(gòu)陶瓷制備通常先制備纖維狀基體前驅(qū)體，在其表面涂覆隔離層，經(jīng)壓制、燒結(jié)而成，界面分隔層的厚度、各單元大小、結(jié)合牢固程度等均會對材料性能造成影響。
　　纖維獨石仿生結(jié)構(gòu)陶瓷已開發(fā)的產(chǎn)品有，以碳化硅為基體材料、以石墨為界面材料的SiC/C纖維獨石仿生陶瓷材料，以氮化硅為基體材料、以氮化硼為界面材料的Si3N4/BN纖維獨石仿生陶瓷材料等，產(chǎn)品的韌性、抗斷裂性得到明顯提升。
　　層狀結(jié)構(gòu)仿生陶瓷模仿貝殼層狀結(jié)構(gòu)，將碳化硅、氮化硅等陶瓷基體制成片狀，涂覆石墨、氮化硼等作為界面層，依次疊層到一定厚度，經(jīng)熱壓燒結(jié)制備得到SiC/C層狀結(jié)構(gòu)仿生陶瓷或者Si3N4/BN層狀結(jié)構(gòu)仿生陶瓷，可以明顯提升材料的強(qiáng)度、斷裂韌性、抗沖擊性等性能。
　　模仿貝殼制備得到的層狀結(jié)構(gòu)仿生陶瓷研究成果較多，產(chǎn)品斷裂韌性得到明顯提升，但與天然貝殼相比依然存在不足，因此其技術(shù)研究還在不斷深入。
　　2022年3月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊從生物礦物的殘余應(yīng)力增強(qiáng)機(jī)制中獲得啟發(fā)，提出了一種新的仿生增韌路徑，顯著提升了仿珍珠母陶瓷塊材的韌性放大效率，相關(guān)研究成果發(fā)表于《Advanced Materials》；2025年3月，華中科技大學(xué)與北京理工大學(xué)合作，將墨水直寫3D打印技術(shù)與冷凍鑄造技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了多層級多孔結(jié)構(gòu)陶瓷，表現(xiàn)出優(yōu)越的力學(xué)性能，相關(guān)研究成果發(fā)表于《極端制造》。