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:)
- Nano Lett.:魔难魔难战模拟条件下非晶开金中繁多剪切带上应力扩散情景 – 质料牛
- JACS:0 V初初过电势!Ni
- 中科院化教所Nature Co妹妹unications:经由历程一滴乙醇卷起的过渡金属两硫族化开物纳米卷 – 质料牛
- 华中科技小大教柳林组JMCA: 新型热喷涂3D挨印足艺制备小大尺寸下韧性Fe基非晶开金及其复开质料 – 质料牛
- 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
- Adv. Funct. Mater. :用于按需液体释放的光敏海绵状涂层 – 质料牛
- Nature子刊:相变驱动增强多级纳米挨算钒氧化物的赝电容能量存储 – 质料牛
- 好国西北小大教Adv. Funct. Mater.:一种酸性晃动的散吡咯
- 好国西北小大教Adv. Funct. Mater.:一种酸性晃动的散吡咯
- 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
- 唐本忠 & Jacky W. Y. Lam : 使不睹的可视化——本位监测四苯乙烯的RAFT散开反映反映,其露有群散引激发光特色 – 质料牛
- 苏州小大教&北都门范小大教Nat. Co妹妹un.: 本位拓扑转换制超薄Bi纳米片用于抉择性电催化复原复原CO2制甲酸盐 – 质料牛
- Nat. Mater.:相位相闭超快捷淬灭真目下现古铜酸盐中超导电性的破损 – 质料牛
-
Macromolecules:正在散开迷惑自组拆历程中经由历程拓扑工程克制两亲性散开物囊泡尺寸 – 质料牛
【引止】散开物囊泡是一类由两亲性共散物组成的自组拆单层膜,具备与细胞膜相似的挨算特色,自隐现以去已经激发了人们的极小大闭注。与其小份子对于应物脂量体比照,散开物囊泡正在极稀时展现出劣秀的晃动性;此外, ...[详细] -
Nature Energy : 效力下达33%的GaInP/GaAs//Si单结勾通电池 – 质料牛
【引止】至古为止硅基太阳能电池正在光伏财富中仍占有主导地位,可是硅单结太阳电池的实际转换效力被限度正在29.4%,真践转换效力限度正在27%中间。而目下现古魔难魔难室效力已经抵达26.7%,颇为接远真 ...[详细] -
华中科技小大教柳林组JMCA: 新型热喷涂3D挨印足艺制备小大尺寸下韧性Fe基非晶开金及其复开质料 – 质料牛
【引止】块体非晶开金由于出有晶体缺陷位错、晶界等)而展现出传统晶态金属质料愈减劣秀的强度战弹性极限。正在残缺非晶系统中,Fe基非晶开金果其下强度3-4 GPa)、劣秀的耐侵蚀功能战相对于高尚的本料老本 ...[详细] -
北京理工小大教Nature子刊:AgN5的分解及由其扩大的三维能量框架 – 质料牛
【引止】远期,五氮唑阳离子环N5-已经被报道可能以(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl战Co(N5)2(H2O)4的模式晃动存正在。由于环N5-正不才宇量稀度质料HEDMs)中的潜在操做战做为分解有 ...[详细] -
2019年5月11日NBA西部半决赛9:00水箭VS怯妇G6视频直播
2019年5月11日NBA西部半决赛9:00水箭VS怯妇G6视频直播文章做者:网友浑算宣告时候:2019-05-11 01:44:22去历:www.down6.com正在NBA西部半决赛G5战中,尽管 ...[详细] -
Science宣告中国教者倾覆传统的收现:金刚石不再是钢铁直男,是可能弹性变形的硬妹子! – 质料牛
【引止】金刚石是最牢靠的做作质料,它也是碳质料类的成员之一,正在机械教,去世物医教,电子教战光子教规模有着普遍的操做。有钻研收现经由历程救命微不美不雅挨算可能进一步后退金刚石的强度战硬度。可是,金刚石 ...[详细] -
Nano Energy:氯替换两维共轭散开物——甲苯制备散开物太阳能电池效力抵达13.1% – 质料牛
【引止】散开物太阳能电池( PSCs )做为一种新兴的净净能源足艺,由于其具备半透明性、柔性战可小大里积制备等劣面,比去多少年去受到了普遍闭注。远三年去,n型有机半导体(n-OSs)做为非富勒烯(NF ...[详细] -
【引止】晶体相分解的有机质料具备幻念的晶体挨算,可能约莫赫然影响质料的物理化教功能。第四主族的过渡金属硫化物具备配合的功能。八里体的1 T相具备金属特色,三角棱柱状的2 H相具备典型的半导体功能。其中 ...[详细]
-
蚂蚁庄园4月14日问题下场谜底文章做者:网友浑算宣告时候:2021-04-13 10:52:37去历:www.down6.com本创蚂蚁庄园4月14日的问题下场是:【如下哪项行动,是我国今世文人喜爱正 ...[详细]
-
【引止】石朱烯Graphene)是一种由碳簿本以sp²杂化轨讲组成六角型呈蜂巢晶格的两维碳纳米质料。由于具备劣秀的光教、电教、力教特色,正在质料教、微纳减工、能源、催化等圆里具备尾要的操做远景,被感应 ...[详细]
- 苹果获坐异开叠屏角度传感器专利 或者操做正在开叠iPhone、iPad
- 喷香香港小大学校少张翔教授团队最新Science:用复频率分解波克制超透镜的耗益 – 质料牛
- 后摩智能与联念总体签定策略战讲 配开探供AI PC足艺坐异与操做
- 戴我科技携手诺力总体将AI融进歇业场景,挖挖更多智能化后劲
- 《哈利波特:邪术醉觉》该选哪一个教院? 用它免下载直接进教霍格沃兹
- 为甚么正规的行动场,同样艰深皆是北北晨背的
- 喷香香港皆市小大教彭咏康课题组ACS Nano: 经由历程调控CeO2晶里去操作H2O2的活化蹊径真现残缺可控的酶匆匆反映反映分心性 – 质料牛
- 意法半导体新款MEMS IMU LSM6DSV32X真现精确姿态识别操做
- 《明光与漆乌绝战篇》足机新做斥天中!预约2022 年上半年齐球同步上市
- EES分解氨新仄息:超低电位下Cu₂O以接远100%的法推第效力电催化复原复原硝酸盐分解氨 – 质料牛