日前，2025年第三期《国家科学评论》发表了中国科学技术大学俞书宏院士团队基于镍盐包覆可变形氧化铝微球的“一步乳液法”制备陶瓷金属复合材料的新策略，通过调整微球尺寸，可以优化复合材料的微观结构，以获得高弯曲强度（在室温下为386 MPa，在600℃下为286.86 MPa）和高断裂韧性（12.76 MPa，室温下），该策略为可行的批量生产和具有各种形状，尺寸和原材料的Nacre样陶瓷金属复合材料的多合一模制开辟了一个有希望的途径。

Al₂O₃-ni金属陶瓷制备示意

金属陶瓷复合材料结合陶瓷的刚度和金属的延展性，达成一定强度和韧性之间的妥协。而珍珠母（Nacre）结构的本身材料（碳酸钙和生物质）并不坚固，却因其层层堆叠而达成高强高韧。受此启发，俞书宏院士团队基于涂覆金属盐的可变形陶瓷微球的组装，开发了一种类似Nacre的Cermets的制造策略——氧化铝微球通过有机溶剂中陶瓷浆液乳化而合成（微球表现出多孔结构），筛分后（约50nm）包覆镍盐（镍盐正是形成镍的前体），通过模具组装和热压烧结，在此过程中修饰后的复合微球被压扁成片状陶瓷，金属镍层则形成分隔结构。

CERMET样品微观结构分析

在宏观层面，氧化铝陶瓷片与金属镍层交替排列。在微观层面，镍颗粒渗入陶瓷片内部增强韧性，同时，两相界面结合紧密。这种跨尺度协同效应使优化后的复合材料在在高低温下均表现出较高的抗弯强度和断裂韧性。而镍盐可以受到可靠的控制和更换，可以更精确地控制材料结构以及机械行为。此外，这种策略仅通过使用更多的微球和不规则形状的模具，可实现大型Cermet的多合一制造（具有不规则形状）。

编译整理 YUXI