近日，我校材料科學與工程學院博士生錢偉峰等人在導師陳永楠教授的指導下，在材料科學領域國際期刊《Advanced Functional Materials》(中科院1區Top期刊，IF 18.5)發表論文“Hierarchically Structured Ceramic Coatings based on Zirconia and Magnesium Oxide with High Toughness”。陳永楠教授為第一通訊作者，長安大學為第一通訊單位。

陶瓷材料應用中的一個主要挑戰是強度和韌性之間的權衡。此研究通過構建多尺度異構結構陶瓷涂層（HSCC）來應對這一挑戰。受天然貝殼啟發，研究團隊基于“磚-砂”納米級結構，通過調控強化相（磚）和塑性相（砂）的成分和比例，在膜層中建立了微米級外強內韌的雙層結構。研究發現，HSCC具有高達700°C的高相組成和結構熱穩定性，與傳統晶體涂層相比，其抗剪切應變能力提高了65%。鋯原子穩定了增強相的邊界，促進了順應相的變形，使得分層結構能夠通過同質相界面有效利用塑性相的變形能力和強化相的強度。這項研究為提高陶瓷功能復合材料的韌性和降低其脆斷傾向提出了一種可行的設計和實現方法。

研究內容

論文信息：W. Qian, B. Ning, S. Wang, T. Xie, Y. Chen, Q. Zhao, N. Wang, S. Wang, H. Zhan, Hierarchically Structured Ceramic Coatings Based on Zirconia and Magnesium Oxide with High Toughness. Adv. Funct. Mater. 2024, 2418312.

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202418312

（審稿：肖月  網絡編輯：和燕）