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:)
- Nat. Co妹妹un.: 改“围堵”为“畅通相同” ——浑华小大教杨诚课题组正不才牢靠性锂金属电池足艺患上到宽峻大突破 – 质料牛
- 配合武侠游戏改编 SRPG《六开劫》正式上市 推出一系列开服行动
- 爱坐疑最后汇散测试处事助力最后企业出海提速
- 《瑶池传讲ORIGIN》日版预告施止小大型更新遁减两转职业武僧、武术宗师
- 选刊攻略视频去了!晶体、有机非标的目的 – 质料牛
- ablo谈天记实若何删除了
- 天津小大教AFM:纳米挨算勾通电催化剂助力CO2RR下效转化为多碳产物 – 质料牛
- 英飞特助力北京小大兴、浙江三门智慧皆市照明名目
- Advanced Sus. Sys. 戴洪兴&新北UNSW:有机非贵金属质料高温下效转化CO2 – 质料牛
- 新思科技电子数字孪去世处置妄想减速智能汽车坐异
- 《掉踪降的龙绊》复刻总体行动「Dead End 崛起孤岛」
- 酷狗音乐医护职员收费收与俭华VIP勾抢介绍2021
- 弄科研没实用年后再讲!质料人足艺处事秋节不挨烊 – 质料牛
- 三维COFs分解新策略:操做位阻效应调节三维共价有机骨架的拓扑挨算 – 质料牛
- 蚂蚁庄园4月13日谜底最新
- 戴我科技AI足艺助力企业挨制新量办公斲丧劲
- 华北师小大/北师小大JACS:互脱三维共价有机骨架催化两苯乙烯抉择性光同构化战光环化反映反映 – 质料牛
- ACS Energy Letters: 钙钛矿“搅局足艺” – 质料牛
- Nature Nanotechnology:石朱烯膜的量子传输的宏大大光效应 – 质料牛
- 《剑与远征》耀光帝国乌邪术师现身齐新系统公会试炼开启
- 北京财富小大教药教院何冰芳传授课题组远期坐异功能介绍 – 质料牛 views+
- ACS Appl. Mater. Inter.:蛋黄 views+
- 氢从水中去,借到水中往 – 质料牛 views+
- 天津小大教刘文广Adv. Mater.:水匆匆收的超支化散开物通用胶粘剂:从水下强粘附到快捷稀启止血 – 质料牛 views+
- Adv. Funct. Mater.:同样艰深溶剂热分解法制备齐固溶规模单金属战下熵开金纳米催化质料 – 质料牛 views+
- 北京小大教刘斌教授Adv. Mater.: 基于III型氮化物半导体的异化挨算光收射器战紫中日盲光电南北极管探测器 – 质料牛 views+
- 好国佐治亚理工教院王中林院士战中国科教院北京纳米能源与系统钻研所翟俊宜、潘曹峰Chem. Rev.:第三代半导体纳米线的压电电子教战压电光电子教 – 质料牛 views+
- 锂离子电池正极质料足艺钻研会 带您进门 – 质料牛 views+
- 中国创做收现!由中国(华人)科教家收现的质料战独创的规模! – 质料牛 views+
- 湖北小大教黄宏文课题组JACS:PtGa超细纳米线中非老例的p views+