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　　據介紹，先進陶瓷材料因具有耐高溫、耐腐蝕、硬度高、密度低等優異性能，已成為許多高新技術領域發展的關鍵材料。但是陶瓷材料本征脆性引發的可靠性差，嚴重制約了陶瓷材料的進一步發展。因此，陶瓷材料增韌和增塑的研究一直是該領域難度最大、最具挑戰性的課題之一。

　　陳克新研究團隊一直致力于塑性陶瓷方面的研究，曾成功實現了共價鍵氮化硅陶瓷的室溫壓縮塑性，使得陶瓷的形變量高達20%，將其壓縮強度提高至原來的2.3倍，相關成果于2022年發表于《科學》。

　　近日，陳克新研究團隊在實現陶瓷壓縮塑性的基礎上，與合作者首創性地提出了向金屬“借位錯”的策略，進一步實現了陶瓷的大變形拉伸塑性。陶瓷的拉伸形變量可達39.9%，強度約為2.3GPa，顛覆了人們關于“陶瓷不可能具有拉伸塑性”的一貫認知。

　　眾所周知，陶瓷材料很難像金屬一樣產生塑性變形，這是由陶瓷材料的化學鍵屬性決定的。由于極強的離子鍵或共價鍵特性，使得陶瓷內的位錯形核能極高。因此，通常情況是，陶瓷材料在產生位錯并發生塑性變形前，就已經早早發生了斷裂失效。

　　針對這一難點，研究團隊首創性地提出了一種“借位錯”思想，即如果將金屬中的位錯“借”給陶瓷，那么就可以有效地克服陶瓷中位錯形核難的問題。一旦陶瓷內存在大量的位錯滑動，那么陶瓷就有可能像金屬一樣具有塑性。

　　但是，金屬位錯在遷移到金屬-陶瓷相界面處時通常會在界面處釘扎聚集，因此金屬位錯很難成功地被“借”到陶瓷內部。大量的金屬位錯塞積反而會導致金屬-陶瓷界面的開裂，加速材料的失效。

　　為此，研究團隊在金屬和陶瓷之間設計了一種有序結合的共格界面，該界面通過化學鍵結合的方式，有效地提高了界面的結合強度，從而確保界面不開裂。與此同時，該有序界面還保證了金屬-陶瓷晶面的連續性，該種連續的晶面可以有效降低位錯傳遞的勢壘，使金屬位錯可以輕松地“借”到陶瓷內部。這種有序界面可以實現金屬位錯源源不斷地向陶瓷內傳遞，從而使“借位錯”的陶瓷具有了像金屬一樣的拉伸塑性。