陶瓷通常不是塑性变形，而是在载荷下容易断裂。如果陶瓷可以通过锤击、弯曲或拉伸而断裂，这将大大扩大这些材料的应用范围。因此，虽然共价键合陶瓷具有优异的性能，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，其应用更具挑战性。金属中的原子可以沿滑动面滑动以适应变化。相反，陶瓷中的原子需要破坏方向性强的共价键。这最终导致了加载过程中的灾难性事故。
最近，清华大学的研究人员发现了一种共价键氮化硅，以避免断裂并显著改善（Si3N4)陶瓷延展性方法。陶瓷具有共格界面的双相结构，实现共格界面的连续键转换，有助于应力诱导相变，最终产生塑性变形能力。以题为相关成果Plastic deformation in silicon nitride ceramics via bond switching at coherent interfaces最新一期发表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评论文章。认为通过调整陶瓷氮化硅的微观结构，可以获得弯曲破碎的陶瓷。这种设计为实现柔性陶瓷梦想提供了潜在的途径。
评述链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade7637
在本研究中，作者制作了双相氮化硅样品，结果表明相之间有一个共格界面。该结构允许在加载过程中滑动和变化，以避免传统的粘合断裂和材料断裂趋势。如果这种机制在其他陶瓷中工作，那么这可能是一种使它们更具塑性的方法。
图1. 双相界面的共格界面α/β-Si3N4陶瓷结构
图2. 多晶界面比例不同的共格界面Si3N4纳米柱力学行为
图3. Si3N44压缩时相含量的变化
图4. 原位透射TEM揭示β→α相变
图5. β→α计算相变密度泛函理论
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