“抻一抻”陶瓷

鐵罐與陶罐在同一時(shí)間被埋入同一處，但數(shù)千年后，陶罐出土“搖身一變”成了文物，鐵罐卻無(wú)影無(wú)蹤了。這是為什么呢？

鐵是一種極為活潑的金屬，能和氧氣反應(yīng)，生成三氧化二鐵（化學(xué)式Fe2O3），即鐵罐表面的紅褐色粉末，時(shí)間一久，鐵罐會(huì)被完全氧化，變?yōu)椤澳唷薄６鎏展薜牟牧贤ǔ轲ね痢⑹⒑烷L(zhǎng)石等天然礦物，耐酸堿與腐蝕，氧化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鐵。

但陶瓷也有小缺陷。特殊的材料及工藝使其內(nèi)部的離子或原子排列較為緊密，當(dāng)陶瓷受外力沖擊時(shí)，很難通過(guò)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形分散應(yīng)力，反而使應(yīng)力迅速集中于某處，引發(fā)原子間化學(xué)鍵的斷裂，形成裂紋而破碎。

金屬材料具有較強(qiáng)可塑性，其原子排列相對(duì)疏松，受到外力時(shí)易通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生塑性變形，分散應(yīng)力。那么，若將金屬的可塑性引入陶瓷材料，是否能使陶瓷可“拉伸”，增強(qiáng)其韌性？

科研人員發(fā)現(xiàn)金屬鉬（mù，符號(hào)為Mo）和氧化鑭（化學(xué)式為L(zhǎng)a2O3）之間具有較強(qiáng)的化學(xué)鍵，可以將兩種不同的物質(zhì)緊密結(jié)合在一起。

于是，科研人員利用以鉬為基體材料，通過(guò)高溫?zé)Y(jié)工藝，制備出具有規(guī)則界面結(jié)構(gòu)的位錯(cuò)增強(qiáng)型氧化鑭陶瓷復(fù)合材料，該材料不僅保持了陶瓷的高強(qiáng)度特性，還擁有金屬材料的韌性，使陶瓷有了被“抻一抻”的可能性。

借位錯(cuò)氧化鑭陶瓷材料

普通氧化鑭陶瓷材料

在室溫下，這種位錯(cuò)增強(qiáng)型氧化鑭陶瓷復(fù)合材料，拉伸延伸率高達(dá)39.9%，顛覆了陶瓷在室溫條件下難以拉伸的傳統(tǒng)認(rèn)知。除了具有陶瓷的高強(qiáng)度特性，位錯(cuò)增強(qiáng)型氧化鑭復(fù)合陶瓷材料還有金屬材料的韌性，這是材料科學(xué)領(lǐng)域的一次重大突破，期待這種材料能在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

（責(zé)任編輯 / 王佳璇" " 美術(shù)編輯 / 徐博宇）