Science发布:中国科研团队陶瓷增韧和增塑突破性进展

发布时间 | 2024-07-31 10:05 分类 | 技术前沿 点击量 | 381
氮化硅
导读:7月25日,北科大、北工大和香港大学等高校的联合科研团队在科学(science)期刊发表成果,通过一种在陶瓷中连续产生位错的策略,从而提供了一种增强陶瓷拉伸延展性的方法。

7月25日,北科大、北工大和香港大学等高校的联合科研团队在科学(science)期刊发表成果,通过一种在陶瓷中连续产生位错的策略,从而提供了一种增强陶瓷拉伸延展性的方法。

论文地址:DOI: 10.1126/science.adp0559


La2O3陶瓷借用金属位错使材料具备拉伸塑性(图片来源:北京日报)

众所周知,陶瓷会断裂而不是塑性变形。陶瓷这种脆性主要归因于其与金属等延展性更强的材料相比,刚性离子或共价键结构限制了原子运动,进而阻碍了陶瓷中的位错成核。

北科大陈克新研究团队一直致力于塑性陶瓷方面的研究,曾成功实现了共价键氮化硅陶瓷的室温压缩塑性,使得陶瓷的形变量高达20%,将其压缩强度提高至原来的2.3倍。本次科研团队首创性地提出了一种“借位错”策略,在金属和陶瓷之间设计了一种有序结合的界面,通过化学键结合的方式,有效地提高了界面的结合强度,从而确保界面不开裂。该有序界面还保证了金属和陶瓷晶面的连续性,使金属位错可以轻松地“借”到陶瓷内部。正因为这种有序界面,让金属位错源源不断地向陶瓷内传递,使陶瓷具有了像金属一样的拉伸塑性。通过该策略,陶瓷的拉伸形变量可达39.9%,强度约为2300Mpa。该成果给陶瓷材料增韧和增塑研究带来极大鼓舞。


粉体圈 整理

作者:粉体圈

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