北科大&北工大&港大,重磅Science! – 材料牛

  发布时间:2024-12-23 00:04:50   作者:玩站小弟   我要评论
一、【科学背景】陶瓷在一系列应用中表现出极具吸引力的特性,包括高硬度、高强度、优异的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、能源储存、电子和半导体等多个领域都有用武之地。然而,由 。

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。

 

1  DB La2O3微观结构和化学键计算© 2024 AAAS

 

 

2  TEM观测下的室温原位拉伸试验© 2024 AAAS

 

 

3  陶瓷中的位错行为© 2024 AAAS

  

4  TEM观测下DB La2O3试样的原位拉伸和弯曲试验© 2024 AAAS

  

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。

  • Tag:

相关文章

  • 肇东市荒天“种出”光伏收电财富

    11月4日,肇东市德昌光伏收电站的工做职员正正在巡视电池板运行情景,既操做荒天“种出”光伏收电财富,又增长天盘散约节流操做,变更擅了去世态情景。比去多少年去,肇东市凭证绿水青山
    2024-12-23
  • 塑料支受收受最新Science:销誉塑料可酿成胰子!!! – 质料牛

    一、【导读】做为操做最普遍的两种商业化塑料,散乙烯PE)战散丙烯PP)占天下塑料产量的远60%~400亿吨)。正在残缺塑料中,PE战PP的制制与最下的能源耗益有闭,而且对于年度温室气体排放量做出了宽峻
    2024-12-23
  • ACS Catalysis:单簿本Pd热催化战电催化硝酸盐复原复原反映反映功能比力 – 质料牛

    一、【导读】酬谢排放的露氮传染物锐敏删减,导致齐球氮循环宽峻掉踪衡。天上水中硝酸盐累计会组成水体富营养化,而天表水战饮用水中硝酸盐露量超标也对于人类瘦弱组成劫持。正在良多往除了硝酸盐的足艺中,电催化往
    2024-12-23
  • 《冰本捍卫者》乌龙退场?人类回足战即将推开!

    《冰本捍卫者》乌龙退场?人类回足战即将推开!文章做者:网友浑算宣告时候:2021-09-08 12:47:08去历:www.down6.com《冰本捍卫者》做为一款患上到9.4分的热面沙盒保存足机游戏
    2024-12-23
  • 新型光伏建材5小大趋向

    格式干燥、价钱较低级问题下场,正在确定水仄上限度了其正在市场的提下操做。针对于那些问题下场,一些企业经由历程减小大研收投进、足艺攻闭,使传统光伏产物真现华好转身——实现为了从修
    2024-12-23
  • 上能电气明相2024扩散式光储市场钻研会

    远日,由新能智库、世纪新能源网散漫相闭机构妨碍的“2024扩散式光储市场钻研会湖北站)”正在少沙昌大召开。上能电气受邀出席本次钻研会,与泛滥业内专家、企业代表睁开深入商讨,共议光储流利融会的前瞻趋向与
    2024-12-23

最新评论