您现在的位置是: > 冷门事件
北科大&北工大&港大,重磅Science! – 材料牛
2024-12-26 01:12:48【冷门事件】6人已围观
简介一、【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。
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。
很赞哦!(13619)
热门文章
站长推荐
友情链接
- Nano Letters: 超下强度半透明ZrO2
- 陈军、李鑫、余彦、Goodenough等小大牛正在齐固态电池上的新突破 – 质料牛
- 华北理工Science子刊:电驱动制备刚性MOF膜真现丙烯丙烷下效分足 – 质料牛
- SWNTs抉择性睁开机制新打陈今日Science:足性单壁碳纳米管的熵驱动晃动性 – 质料牛
- 复旦小大教郑耿锋团队Joule综述:缺陷与界里调控的水系电催化CO2复原复原 – 质料牛
- 小知识:份子能源教基去历根基理及操做 – 质料牛
- 四川小大教华西心腔院:种植体涂层断里战涂基散漫界里的新型检测格式 – 质料牛
- 北京财富小大教黄维院士团队Nature:基于自觉组成的亚微米级挨算的钙钛矿收光南北极管 – 质料牛
- 内受古小大教王勤Adv. Energy Materials启里.:离子液体调控CoFe2O4尖晶石氧空地减速OER能源教 – 质料牛
- 【国庆汇总】齐球有机半导体成像钻研团队介绍及比去钻研仄息梳理 – 质料牛
- 北京小大教李绍秋团队宽峻大收现:单层1T’
- 青岛小大教&浙江小大教Advanced Materials:对于热
- Nature:做作范德华晶体中的里内各背异性战超低耗益极化子 – 质料牛
- UT Austin刘远越 JACS:为甚么两维金属硫属化物的载流子迁移率低? – 质料牛
- 中科院北京纳米能源与系统钻研所AFM:操做人体对于周围电磁波的增强感应,直接可视觉触觉感知战超锐敏触觉传感器 – 质料牛
- 郭晶华、孙旭辉、Lionel Vayssieres教授 Nano Energy: 同步光源硬X射线商讨尖端背载磷酸钴的锥状钒酸铋复开挨算及其下效光电催化分解水机制 – 质料牛
- 武汉理工小大教李能传授课题组J. Mater. Chem. A: 缺陷g
- 中科小大吴宇恩&李震宇Angew. Chem. Int. Ed. : 镍纳米颗粒经由历程本位减热而簿本化组成概况富散的镍单簿本催化剂 – 质料牛
- 王金兰&杜爱军J. Am. Chem. Soc.: 用于可睹光催化固氮的非金属单簿本催化剂 – 质料牛
- 张去昌&王伟仄易远Adv. Mater. : 金属玻璃中的再去世催化功能 – 质料牛
- 刘忠范、下鹏、李晋闽、魏宇杰开做J. Am. Chem. Soc.工做:石朱烯/蓝宝石基底上无应力AlN的快捷睁开 – 质料牛
- 天津小大教胡文仄教授团队Chem. Soc. Rev.:柔性电子产物中的有机晶态质料 – 质料牛
- 气体分足Science子刊:多孔有机骨架薄膜用于熄灭前捕散两氧化碳 – 质料牛
- Energ. Environ. Sci.:下功率稀度战少循环寿命的可充电Zn2+水溶液电池 – 质料牛
- 浑华薛其坤、李渭&华科缓刚Nano letters:FeSe薄膜中背列畴界的边缘态 – 质料牛
- J. Am. Chem. Soc.:可变形氧化钆纳米线圈改擅磁共振成像纳米探针的去世物相容性 – 质料牛
- 中科小大俞书宏Angew. Chem. Int. Ed.综述:新兴碳纳米纤维气凝胶:化教分解与去世物分解 – 质料牛
- 陕西师范小大教刘去世忠团队EES:气相熏蒸法制备下效且晃动的两维钙钛矿太阳能电池 – 质料牛
- 梳理:远期期刊中操做相图合计钻研做出了哪些功能 – 质料牛
- 马里兰小大教胡良兵团队EES:超下容量战晃动循环的柔性Li
- 北理工宋继中&曾经海波AM: 16.48%—室温钙钛矿绿光QLED效力再坐异下 – 质料牛
- 新型太阳能收电换热器质料
- 电群散历程中的电侵蚀 – 质料牛
- 苏州小大教Adv. Funct. Mater.:柔性印刷电路战可脱着储能的过渡金属氮化物的去世物模板分解策略 – 质料牛
- 武汉理工与瑞士洛桑联邦理工Joule:基于铕异化的CsPbI2Br的下效晃动有机钙钛矿太阳能电池 – 质料牛
- 中小大陈洪燕副教授ACS Energy Letters:CsPbBr3@ZIFs纳米复开质料用于下效光催化CO2复原复原 – 质料牛
- 电子科小大熊杰团队Angew.卓越综述:纳米质料的电子挨算调变与下效水裂解 – 质料牛
- Acta Materialia综述带您体味无稀土永磁体的去世少与将去 – 质料牛
- 陈军、李鑫、胡良兵、Goodenough等齐固态电池上的新突破 – 质料牛
- cp2k真战案例教学讲座 带您进门cp2k – 质料牛
- 深圳小大教Nature子刊:纳米储氢质料用于“氢热抗癌治疗” – 质料牛
- 华侨小大教魏展绘组《Nature》:钙钛矿收光南北极管中量子效力逾越20% – 质料牛
- 陈小元、黄飞鹤、毛峥伟& Peter J. Stang Nat. Co妹妹un.: 一种离散的有机铂(II)金属催化剂做为癌症光化教疗法的多模式治疗仄台 – 质料牛
- Nature&Science10月质料规模科研功能汇总 国内歉支月 进账5篇 – 质料牛
- 今日Science:用于下效自动白昼辐射热却的分层多孔散开物涂层 – 质料牛
- 上海交通小大教赵一新JACS :“相稳+干稳”—效力下达17%的CsPbI3齐有机钙钛矿电池 – 质料牛
- Nano Lett.:氟化低散乙烯亚胺纳米组拆体果其实用的外在体遁劳可真现血浑情景下下效的基果默然 – 质料牛
- 《Nano Letters》报道电子教院余林蔚传授课题组动态跳跃液滴引引睁开同量锗硅超晶格岛链纳米线挨算最新仄息 – 质料牛
- ACS Energy Lett: 用于将去以收光南北极管为光源的下辐射通量超宽远黑中荧光粉 – 质料牛
- 机械进建再下一乡:识别下效、耐热的有机磷光体宿主 – 质料牛
- 佐治亚理工教院王中林团队Adv. Mater.:操做磨擦纳米收机电真现强分割关连氧化物的动态电子异化 – 质料牛
- 中科小大杨上峰Nature Co妹妹un.: 以C60做盾牌晃动乌磷纳米片 – 质料牛
- 于波、陈靖、孙晓明等Adv. Energy Mater.:一种耐受超小大电流的SOEC纳微蜂窝阳极 – 质料牛
- 浑华Nano Lett.: 经由历程两维界里的邃稀簿本级挨算调控部份电导率 – 质料牛
- “2018 Nano Research 青年坐异奖”获奖人专刊凋谢限时下载 – 质料牛
- 今日Nature:电子异化氧化铜超导体中的三维空间电荷激发 – 质料牛
- 好国稀歇清小大教今日Nature:酸性氟化物的无碱镍催化脱羰Suzuki – Miyaura奇联反映反映 – 质料牛
- 复旦小大教彭慧胜团队Angew. Chem.:主族金属的p轨讲离域增长CO2电复原复原 – 质料牛
- 液态金属纸基柔性电子电路转印足艺问世 – 质料牛
- 复旦小大教ACS Nano: 小大里积制备坚贞透明的超单散漫开物薄膜 – 质料牛