💡这项突破是什么?
2024年2月21日，我校2022年全职引进青年拔尖人才、材料科学与工程学院张洋博士参与的研究成果“Twisted-layer boron nitride ceramic with high deformability and strength”在《Nature》期刊在线刊登。燕山大学田永君院士和赵智胜教授为通讯作者，张洋博士为共同第一作者，陕西理工大学为第三单位。
陶瓷在室温和低温下几乎不能发生塑性变形，即使是微小的裂纹也可能导致灾难性的失效，这是陶瓷作为工程材料的致命弱点。自陶瓷问世以来，人们就梦想着可以制造出能够像金属一样在室温下发生塑性变形而不断裂的陶瓷。遗憾的是，目前人们仅能在高温或微纳尺度下实现，赋予陶瓷材料室温塑性至今仍是一个艰巨的挑战。
研究成果报道了一种在室温下兼具高变形能力和高强度的多晶氮化硼块体陶瓷。这种陶瓷采用洋葱状纳米氮化硼为前驱体，通过传统的放电等离子体烧结或热压烧结技术合成。该陶瓷中的氮化硼纳米片呈三维互锁结构，且每个纳米片由相互扭转的平行薄片（几层到十几层厚度）为结构基元堆叠而成，其室温压缩应变在断裂前可达到14%，远高于传统陶瓷的1%的变形率，压缩强度也是常规六方氮化硼层状陶瓷的6-10倍。这种强塑性的协同提升一方面来源于转角堆垛大幅提升了本征变形能力；另一方面来源于三维互锁的组织结构阻断了扭折、分层、涟漪、位错等的传播，将局部变形限制在了单个纳米片的内部。此项研究所展示的结构设计策略，为开发具备更高室温变形能力、强度、韧性及能量吸收性能的其他层状vdW工程陶瓷提供了新的思路。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07036-5
