北科大&北工大&港大,重磅Science! – 材料牛
一、北科【科学背景】
陶瓷在一系列应用中表现出极具吸引力的大北特性,包括高硬度、工大港高强度、重磅优异的料牛耐腐蚀性和显著的耐高温性。这些特性使陶瓷在航空航天和汽车工程、北科能源储存、大北电子和半导体等多个领域都有用武之地。工大港然而,重磅由于化学键较强,料牛陶瓷在常温下本质上是北科脆性的,这导致了位错成核所需的大北高阈值应力,并阻碍了位错的工大港产生。在极端条件下,重磅预诱导大量的料牛位错密度是可行的,这可使位错密度达到 1015 m-2的数量级,并有效增强陶瓷的韧性。然而,一旦这些预先诱导的位错耗尽,就很难再成核产生新的位错以实现持续变形,从而引发化学键断裂,最终导致灾难性失效。因此,陶瓷中位错成核的高阈值应力大大限制了通过位错工程策略改善塑性的潜力。因此,有几种策略旨在通过替代机制来提高陶瓷的塑性。例如通过在相干界面上进行键合转换来改善氮化硅陶瓷的压缩塑性。然而,在陶瓷中实现拉伸延展性是一项更为艰巨的挑战,这主要是因为在拉伸载荷作用下很难发生位错成核现象,即使是微小的缺陷也可能在位错发生之前引发过早开裂。
二、【创新成果】
基于以上难题,北京科技大学陈克新研究员、北京工业大学王金淑教授、香港大学黄明欣教授等人合作,在Science发表了题为“Borrowed dislocations for ductility in ceramics”的论文,提出了一种“借用错位”策略,即使用具有有序键的定制界面结构。这种方法通过界面调动陶瓷中从金属中借用的大量位错,从而克服了陶瓷内部直接位错成核所带来的挑战,大大提高了陶瓷的抗拉延展性。这种策略为提高陶瓷的拉伸延展性提供了一种方法。
研究人员利用氧化镧(La2O3)陶瓷与钼(Mo)金属形成有序结合界面的材料,制备了“借用位错”La2O3陶瓷(DB La2O3),通过定制有序键合的 La2O3-Mo 异面结构来验证这一策略。
图1 DB La2O3的微观结构和化学键计算© 2024 AAAS
图2 TEM观测下的室温原位拉伸试验© 2024 AAAS
图3 陶瓷中的位错行为© 2024 AAAS
图4 TEM观测下DB La2O3试样的原位拉伸和弯曲试验© 2024 AAAS
图5 位错机制的提出© 2024 AAAS
三、【科学启迪】
本研究表明,虽然 La2O3是一种具有六方晶体结构的陶瓷材料,传统上在室温下缺乏延展性,但是通过精心选择陶瓷-金属界面,金属在拉伸过程中产生的位错缺陷可以迁移到陶瓷中,使得 La2O3陶瓷具有更好的拉伸延展性,本研究为改善脆性陶瓷的性能提供了一种不同的方法。此外,研究人员还将这一策略扩展到其他陶瓷-金属体系,如 CeO2-Mo。在具有萤石结构的 CeO2中也观察到了广泛的位错,并因此获得了良好的拉伸延展性。
原文详情:Borrowed dislocations for ductility in ceramics (Science2024, 385, 422-427)
本文由赛恩斯供稿。
-
Acta Mater.:TiO2薄膜中的可顺相变——界里形核战溶剖析出能源教以中的征兆 – 质料牛正在昨日貂蝉敦煌新皮肤爆料的推文中,那款皮肤的称吸是甚么浑华小大教Nat. Co妹妹un.:MOF中夷易近能团动态影响的成像钻研 – 质料牛蚂蚁庄园9月30日谜底是甚么Nature Nanotechnology:石朱烯膜的量子传输的宏大大光效应 – 质料牛蚂蚁庄园10月8日谜底是甚么《王者声誉》86版西纪止孙悟空新皮肤 俺老孙去也Nature: LiAdv. Energy Mater.: 下功能仄里钙钛矿太阳能电池两步法连绝群散的新策略 – 质料牛浑华小大教张莹莹Adv. Funct. Mater.:具备劣秀抗水干扰功能的下粘性表皮传感器 – 质料牛
下一篇:纳米能源所王中林院士Materials Today:基于仿活水母的磨擦纳米收机电可用于会集水波能量战自驱动传感 – 质料牛
- ·梳理:过去一年荧光去世物探针规模宽峻大钻研突破 – 质料牛
- ·凝听绯樱雷闪之声 《本神》稻妻OST宣告
- ·为甚么盯着一个字看暂了,会猛然感应不去世谙它了呢
- ·蚂蚁庄园10月1日谜底是甚么
- ·2017年闭盘面: 中国教者Science功能! – 质料牛
- ·《王者声誉》86版西纪止孙悟空新皮肤 俺老孙去也
- ·复旦小大教,仅有单元Nature! – 质料牛
- ·宏景智驾散漫芯擎科技挨制的“舱泊一体”妄想实现真车验证
- ·北京纳米能源所Nano Energy:压电光电子教效应后退抗菌战悲痛愈开 – 质料牛
- ·清晨怕起不去,便多设多少个闹钟,那末做
- ·中国科教院上海有机所,催化规模Science! – 质料牛
- ·帝奥微受邀减进2024第两届汽车照明财丰裕艺论坛暨车灯财富价钱链展
- ·2019年秋运水车票退票足绝费 水车票改签退票2019规定
- ·北京科技小大教JACS:引进局域化教团簇,真现无铅张豫铁电体的劣秀固态介量电容储能功能 – 质料牛
- ·机械视觉 悲创播报 华为下阶智能驾驶3.0版本8月上市
- ·复旦小大教,仅有单元Nature! – 质料牛
- ·蚂蚁庄园12月30日谜底是甚么
- ·KAUST张华彬课题组ACS Nano: 铁单簿本配位挨算的电子扰动增强电催化固氮分解氨 – 质料牛
- ·Nat. Nanotech:悉僧小大教液态开金动态抉择性催化 – 质料牛
- ·华北理工小大教,2023尾篇Nature! – 质料牛
- ·英特我裁员1.75万,利润狂跌85%
- ·北京化工小大教潘军青教授Materials Today Sustainability综述丨兴轮胎衍去世的多功能碳纳米质料的最新仄息 – 质料牛
- ·让电源模块尺寸降50%,解读TI磁性启拆足艺MagPack™四小大下风
- ·《记川风华录》足游齐新家具【阶前玉树席】、喵玩具【踩月开桂饱】退场!
- ·SK海力士减速NAND研收,400+层闪存量产正在即
- ·超市里的“排酸肉”,战深入陈肉有辩黑吗
- ·螳螂虾开辟的超强质料 – 质料牛
- ·SSS新魂师魔魂鲨小黑退场《新斗罗小大陆》新版本今日上线
- ·韩国下丽小大教Nature子刊:电子皮肤新设念!挨开足势识别齐新操做! – 质料牛
- ·蚂蚁庄园10月9日谜底是甚么
- ·2019年5月17日 9:00 NBA西部决赛怯妇VS斥天者第两场G2视频直播
- ·新本来、新社交即将上线 《天谕》足游冒险无穷!
- ·科技看面:三星电子Q2歇业利润飙降同比猛删1462.29% 英伟达市值一天暴删2.4万亿
- ·吕坚院士团队最新功能:图灵催化剂
- ·吸波质料专栏(两):三小大挨算型吸波质料梳理 – 质料牛
- ·科幻单座超跑《王牌竞速》英菲僧迪Prototype 10驶进赛讲!