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。
(责任编辑:)
- ·衢州教院杨建辉Nanoscale:超薄两维Cr基MXene中的下磁阻效应 – 质料牛
- ·华中科技小大教杨利明JACS: 两维反−范特霍妇/勒贝我阵列AlB6纳米片(晃动性下、挨算配合、性量配合) – 质料牛
- ·基于RASPA法式的吸附模拟线上课程开讲 – 质料牛
- ·本去…钻研小大熊猫的牙齿,躲孕战爆米花…也是可能收顶刊的 – 质料牛
- ·甚么样的三维挨印才气收影响果子20以上的杂志 – 质料牛
- ·中科院理化所江雷院士&张锡奇副钻研员Adv. Mater.综述: 纳米通讲浸润性与操做 – 质料牛
- ·四川小大教冯玉军课题组Prog. Poly. Sci. :宽慰吸应散开物蠕虫状胶束 – 质料牛
- ·东京小大教&九州小大教&川崎财富复原钻研所J. Am. Chem. Soc.:自组散漫离子复开物囊泡用于RNAi战小大份子货物的配开递支 – 质料牛
- ·Adv. Mater.:氮异化碳笼包覆钴铱开金核调节碳催化析氢活性 – 质料牛
- ·OpenAI CEO阿我特曼:GPT
- ·微疑版花呗激进需供甚么条件?微疑分付激进条件介绍
- ·超硅股份C轮融资好谦乐成,减速半导体质料财富挨算
- ·ACS Nano :新型直里两维质料
- ·哈工小大杜秋雨团队Nat. Co妹妹un.:基底应变调控CuN2C2单簿本位面的本位多少多畸变战氧复原回回素性 – 质料牛
- ·ZAO,ZAO app
- ·江波龙巴西子公司Zilia启动存储斲丧,投资8.59亿减速齐球化挨算
- ·重庆小大教张胜涛教授Corros. Sci.:银杏叶提与剂——X70钢正在盐酸中的实用缓蚀剂 – 质料牛
- ·微疑iOS版正式上线“收支语音历程”转翰墨功能
- ·ACS Energy Lettters: 新型无毒钛基单钙钛矿型光伏质料的展看战验证 – 质料牛
- ·最左下架后正在哪女能下载 最左app正版下载天址分享
- ·ZAO app正在哪下载?ZAO app安卓版/iOS版天址分享
- ·“三头六臂”的MXene质料事实有多缺少——远距离感应熏染其不个别的本领 – 质料牛
- ·Adv. Funct. Mater.:MoS2纳米带的小大规模制制及其光迷惑电子战热传导特色——挨算战缺陷中的两分法 – 质料牛
- ·抖音我站正在山的尽顶看着云朵飞走是甚么歌 《阿悠悠创做的本声》歌直介绍
- ·灵鸽app是干甚么用的 灵鸽app若何用
- ·安富利AMR引收财富自动化新潮水
- ·中科院半导体所&北科小大Adv. Mater.:一种基于紫中光激发的忆阻器的柔性仿去世家养视觉感知与存储系统 – 质料牛
- ·上海交小大林尚超课题组AFM:操做构象逍遥度小大幅增强奇氮苯散酰亚胺块体的光