清华大学考研，清华大学考研分数线2022
陶瓷通常不以塑性方式变形，而是在载荷作用下容易断裂。如果陶瓷可以通过锤击、弯曲或拉伸而不断裂，这将大大扩大这些材料的应用范围。因此，共价键合陶瓷虽然具有优异的性能，包括硬度、强度、化学惰性、耐热性和耐腐蚀性，但由于室温脆性其更广泛的应用具有挑战性。金属中的原子可以沿着滑移面滑动以适应应变，与之相反，共价键合陶瓷中的原子需要破坏具有强方向性的共价键。这最终导致加载时的灾难性事故。
近日，来自清华大学的科研人员发现了一种避免断裂并显著提高共价键氮化硅（Si3N4）陶瓷延展性的方法。该陶瓷具有共格界面的双相结构，在共格界面处实现连续键转换，这有助于应力诱导相变，并最终产生塑性变形能力。相关成果以题为Plastic deformation in silicon nitride ceramics via bond switching at coherent interfaces发表在最新一期Science期刊上。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7490
针对这一重要成果，Tampere University(坦佩雷大学)Erkka J. Frankberg教授还在当期Science发表了题为A ceramic that bends instead of shattering的评述文章。认为“通过调整陶瓷氮化硅的微观结构，获得了一种可以弯曲而破碎的陶瓷”。这种设计为实现柔性陶瓷的梦想提供了一条潜在的途径。
评述链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade7637
在本研究中，作者们制作了双相氮化硅样品，结果证明在相之间存在共格界面。这种结构允许在加载期间进行两个滑动和两相转变，从而避免了传统的粘结断裂和材料断裂的趋势。如果这种机制在其他陶瓷中起作用，那么这可能是一种使它们更具塑性的方法。
图1. 共格界面的双相α/β-Si3N4陶瓷结构
图2. 不同共格界面比例的多晶Si3N4纳米柱力学行为
图3. S i3 N4压缩时的相含量变化
图4. 原位透射TEM揭示β→α相变
图5. β→α相变的密度泛函理论 计算
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