中國粉體網(wǎng)訊  2024年2月21日，燕山大學趙智勝及田永君共同通訊在Nature在線發(fā)表題為“Twisted-layer boron nitride ceramic with high deformability and strength”的研究論文，該研究成功合成了一種具有高室溫變形能力和高強度的多晶氮化硼體陶瓷。

這種陶瓷采用洋蔥狀氮化硼納米前驅(qū)體，結(jié)合傳統(tǒng)的火花等離子體燒結(jié)和熱壓燒結(jié)工藝，形成了由互鎖的層狀納米板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，這些納米板在不同的扭曲角度下平行堆疊。該塊狀陶瓷的壓縮應變在斷裂前可達到14%，遠高于傳統(tǒng)陶瓷的1%的變形率，其壓縮強度也是常規(guī)六方氮化硼層狀陶瓷的六倍。這種優(yōu)異的機械性能是由于納米片中扭曲層的固有變形能力的提高以及三維互鎖結(jié)構(gòu)的結(jié)合，限制了變形在單個納米片上的傳播。這種扭曲層狀氮化硼塊體陶瓷的出現(xiàn)為制造高變形性塊體陶瓷打開了一扇大門。

SPS制備的TS-BN陶瓷的超高室溫變形性能和強度

據(jù)悉，這是燕山大學2024年發(fā)布的第二篇Nature。

該研究通過在納米片中引入扭曲層狀結(jié)構(gòu)并構(gòu)建三維互鎖納米結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了vdW BN陶瓷的高變形性、可塑性和強度。通過添加BN或碳納米纖維或納米管，以及添加第二陶瓷相，扭曲層陶瓷的韌性和強度有望得到進一步提高。塑性變形的實現(xiàn)表明，陶瓷可以像金屬一樣真正實現(xiàn)永久變形，而不會斷裂。該研究中展示的結(jié)構(gòu)架構(gòu)策略還為開發(fā)同時具有更強室溫變形性、強度、韌性和能量吸收能力的其他層狀vdW工程陶瓷提供了啟示。

來源：燕山大學

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權告知刪除