向金属“借位错”让陶瓷可拉伸

更新时间：2024-11-18  作者: 上海五星体育在线高清直播

  北京科技大学研讨员陈克新团队与北京工业大学教授王金淑团队、香港大学教授黄明欣协作，初次提出向金属“借位错”的战略，完成了陶瓷的大变形拉伸塑性。陶瓷的拉伸形变量可达39.9%、强度约为2.3 GPa，推翻了人们关于“陶瓷不或许具有拉伸塑性”的一向认知。相关研讨成果近来发表于《科学》。

  先进陶瓷资料因具有耐高温、耐腐蚀、硬度高、密度低一级优异功能，已成为许多高新技术范畴开展的要害资料。可是陶瓷资料本征脆性引发的可靠性差，严峻限制了陶瓷资料的逐渐开展。陶瓷资料增韧和增塑的研讨一直是该范畴的核心内容和前沿技术，也是难度最大、最具挑战性的课题之一。

  陶瓷资料很难像金属相同产生塑性变形，这是由陶瓷资料的化学键特点决议的。极强的离子键或共价键特性，使陶瓷内的位错形核能极高。因而，通常在产生位错并产生塑性变形之前，陶瓷资料就现已开裂失效了。

  针对这一难点，陈克新团队创始性地提出了一种“借位错”思维，即假如将金属中的位错“借”给陶瓷，那么就能够有用处理陶瓷中位错形核难的问题。一旦陶瓷内存在很多位错滑动，那么陶瓷就十分有或许像金属相同具有塑性。可是，金属位错在迁移到金属-陶瓷相界面处时通常会钉扎集合，因而金属位错很难被“借”到陶瓷内部。很多的金属位错塞积反而会导致金属-陶瓷界面开裂，加快资料失效。为此，研讨团队在金属和陶瓷之间规划了一种有序结合的共格界面。该界面经过化学键结合的方法，有用提升了界面结合强度，然后确保界面不开裂。

  与此同时，该有序界面还确保了金属-陶瓷晶面的接连性，这种接连的晶面能够大大降低位错传递势垒，使金属位错能够被轻松地“借”到陶瓷内部。正因这种有序界面能够将金属位错源源不断地向陶瓷内传递，“借位错”的陶瓷才具有了像金属相同的拉伸塑性。