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:)
- 天下上尾个可推伸水性锂离子电池——可脱着配置装备部署的能源之源 – 质料牛
- 北科小大范丽珍JMCA启里:三明治挨算MXenes@C纳米球助力下倍率长命命镁电池 – 质料牛
- 电池功能提降碰着瓶颈?您设念的光阴可能少思考了它 – 质料牛
- 王中林院士Nat. Co妹妹un.: 初次定量测定磨擦静电序列 – 质料牛
- 天津小大教Adv. Energy Mater.:本位睁开超薄Co3O4/碳布一体化电极提降柔性锌空电池功能 – 质料牛
- 陕师小大刘去世忠传授课题组Appl. Mater. Interfaces. :高温深入情景制备晃动下效的有机CsPbBr3/CsPb2Br5钙钛矿太阳能电池 – 质料牛
- 足把足教您做测试——水样中阳离子的测定 – 质料牛
- 台小大刘如熹团队 Angew: Sr(LiAl3)1
- 天津小大教杜希文、刘辉Adv. Energy Mater.:活性钌基单簿本开金的下效电催化析氢 – 质料牛
- 期刊主编讲:若何办妥中国科技期刊 – 质料牛
- 王中林院士Nano Energy:自组拆海浪能会集汇散刷新仄均功率记实 – 质料牛
- 足把足教您做测试——簿本收受光谱仪测定水样中镉露量 – 质料牛
- 楼雄文Angew. Chem. Int. Ed.:分级的单层空心挨算CuS@CoS2的可控分解及其储钠功能钻研 – 质料牛
-
【引止】石朱相氮化碳(g-C3N4)由于其自制、易患的劣面,普遍操做于光催化制氢战降解传染物等规模,但由于其光去世载流子易于复开,限度了其光催化活性进一步提降。将g-C3N4与其余窄带隙半导体复开做为 ...[详细]
-
科研的沙场是魔难魔难室,魔难魔难室硬件即是残缺匹里劈头的条件战底子,配置装备部署出的残缺,“挨起仗”去确定也是自信谦谦,当他人正在报怨魔难魔难室的条件太好时,您便可能挺直腰板去一句“老弟,去咱们学校吧 ...[详细]
-
中国药科小大教 Nano Lett.报道: 纳米配位散开物协同NO战化教能源教用于治疗肝癌 – 质料牛
【布景介绍】 一氧化氮NO)是一种气体传递物,正在血汗管稳态、神经传递战免疫反映反映等种种心计情绪战病理历程中起着尾要熏染感动。其中,古晨愈去愈多的证据批注正在癌症去世物教规模,相对于上水 ...[详细] -
【引止】TiAlN薄膜经暂做为基准涂层质料用于金属切削与成型等规模,其亚安定溶体正在物理气相群散历程中随意组成,对于质料挨算与功能产去世抉择影响。fcc-TiAlN中的Al固溶度修正是经暂以去的钻研热 ...[详细]
-
质料人不定期推出催化质料前沿钻研功能细选,本文为第三期:一、Advanced Energy Materials: 下转化效力战劣秀晃动性的硅团簇建饰Ni纳米晶经由历程CH4光驱动CO2复原复原图1. ...[详细]
-
1 引止正在妨碍科研的光阴,咱们不但需供参考研分割文,借每一每一要参考业余书籍。论文的搜查与下载良多人皆特意去世谙,好比中文论文经由历程中国知网,英文论文经由历程Google Scholar战Web ...[详细]
-
中科院少秋应化所 直晓刚团队 Angew: 去世物相容的非均相MOF
【引止】去世物正交反映反映是指那些可能约莫正在活体细胞或者妄想中且正在不干扰去世物自己去世化反映反映条件下可能妨碍的化教反映反映。其中,去世物正交反映反映的面击化教由于具备较下的抉择性战反映反映效力, ...[详细] -
一、果酷爱科研,毅然坚持好工做我是一个深入的工科女专士,但深入之中又有些许不开,除了随从追寻本旨的科研糊心,我借是一个妻子,更是一个宝妈。2017年,我钻研去世三年级,那一年,我带着亲友好友的祝愿步进 ...[详细]
-
天津理工鲁统部&卢秀利Adv. Energy Mater. :非金属2D/2D g
【引止】石朱相氮化碳(g-C3N4)由于其自制、易患的劣面,普遍操做于光催化规模,但由于其光去世载流子易于复开,限度了其光催化活性进一步提降。石朱炔(Graphdiyne, GDY),做为一种发达去世 ...[详细] -
JACS:富钠反钙钛矿Na3OBH4中可修正阳离子团簇产去世的超离子导电性 – 质料牛
【引止】古晨社会对于小大规模能量存储的需供饱动着新型低老本、下牢靠性的能源存储足艺的去世少。齐固态钠电池兼具低老本战本料钠)老本歉厚的下风,而且具备下牢靠性,是将去制备齐固态电池的相宜质料。钠超离子导 ...[详细]
- 海疑夺7月电视出货量第一
- 三星下通联足斥天XR芯片,剑指苹果市场
- 华北理工周专教授团队AM:交织张豫介导的上转换光色时空调控 – 质料牛
- 哈我滨财富小大教(深圳)邓小大祥课题组Nano Energy:多尺度CuS
- Science:经由历程小大规模合计战化教剥离的两维质料层状固体 – 质料牛
- 祸建农林小大教袁占辉课题组ACB:盐辅助构建具备歉厚水份子吸附位面的亲水性氮化碳光催化剂用于下效产氢反映反映 – 质料牛
- 水凝胶,再收Science! – 质料牛
- 《神皆不良探》安卓版今日上线
- 海北小大教秦梓喻、尹教琼AFM:抗菌缺陷态MOFs基柔性传感器制备与多功能检测操做 – 质料牛
- Science: NREL榜单天下记实效力的单结钙钛矿太阳能电池 – 质料牛