导语
2024年7月26日，国际顶级期刊【科学】发表了北京科技大学(以下简称北科大)陈克新研究员团队与北京工业大学和香港大学合作的研究成果:世界上首次实现陶瓷的室温大变形拉伸塑性。
这一成果标志着陶瓷材料增韧和增塑研究的重大突破，该材料将为陶瓷在更广泛领域的应用开辟新的可能性。
陶瓷材料主要是各种氧化物、氮化物、碳化物等金属间化合物的行政体积固体材料，广泛应用于军事、航空航天、汽车、核能等高科技领域，这些领域对材料的机械特性有着极高的要求。
然而，众所周知，陶瓷是一种脆性材料，脆性材料的韧性较差，一旦受到外力作用就会发生断裂或破碎。
这种脆性特征使得陶瓷的应用受到很大的限制。
一般情况下，陶瓷材料在室温下的拉伸形变量不足 0.1%，这直接导致了陶瓷材料的延展性较差，这也是目前陶瓷材料研究的重要问题之一。
研究表明，要想提高陶瓷材料的延展性，必须使陶瓷材料具有可塑性。
所以陈克新研究员等人针对这个问题展开了新的研究。
该论文的第一通讯作者陈克新研究员又是谁呢?
他所带领的团队又是如何实现这一突破的?
室温大变形拉伸塑性的实现。
陶瓷材料有着非常优良的耐热性和稳定性，但是其脆性的特征又严重限制了陶瓷材料的应用领域。
因此，陶瓷材料的增韧和增塑研究一直是研究人员的重点关注对象。
近年来，研究人员在陶瓷材料的增韧和增塑问题上进行了大量的研究探索，但是陶瓷材料的脆性特征使这些成果并没有实现真正意义上的突破。
在这一项目研究过程中，研究人员突破了陶瓷材料在拉伸和塑性上的瓶颈实现了重大突破，那么这一成果的实现背后又体现了怎样的研究思路呢?
这个研究团队又是如何成功实现陶瓷材料的室温大变形拉伸塑性，拉伸形变量高达 39.9%?
接下来我们就来深入研究探讨一下。
该团队通过金属位错的迁移实现陶瓷材料生成位错的过程。
这一现象表明，金属位错的迁移是陶瓷中位错形核的关键，因此，该研究团队采用了「借位错」的策略。
该策略旨在通过借用金属位错的迁移来克服陶瓷中位错形核的难题。
具体而言，该团队考虑到在陶瓷和金属的界面区域中，金属位错可以更容易地形核并迁移，从而为陶瓷提供了一个「借位」的机会。
研究团队首次将该策略应用于La2O3陶瓷中，利用其界面活性，可实现从金属中「借位错」。
通过此方法，在La2O3陶瓷中形成了大量位错，从而显著提高了其塑性性能。
研究结果显示，采用「借位错」策略的La2O3陶瓷具有优异的塑性和可加工性。
此外，该团队还对位错的形核行为进行了详细分析，并利用原子级别的成像技术观察到位错的形核和成核过程。
这些观察结果进一步证实了「借位错」策略在陶瓷材料中的有效性，为陶瓷材料的塑性和加工性改善提供了重要的理论基础。
相关研究背景。
研究人员指出，陶瓷材料在拉伸方面的挑战主要来自于位错的形核和迁移。
位错是材料内部晶体结构的缺陷，是材料塑性的主要机制之一。
然而，由于陶瓷材料的晶体结构较为紧密和刚性，使得位错在陶瓷内部的形核和迁移都非常困难。
因此，研究人员一直在寻找有效的方法来促进陶瓷材料内部位错的形核和迁移。
在该研究团队的探索过程中，他们注意到金属材料相对较软且具有较好的塑性，因此可以作为陶瓷材料的「助力」。
通过在金属和陶瓷间的界面区域引入金属材料，研究人员发现金属材料的塑性可以有助于陶瓷材料的位错形核和迁移。
该术语被称为「借位错」。
这项研究的突破，标志着陶瓷材料领域的一个重要里程碑。
这项研究成果引起了全球陶瓷材料研究领域的广泛关注，并获得了【科学】期刊的「研究亮点」介绍。
重大科学研究成果。
「借位错」是一个非常重要的研究方向，其不仅在陶瓷材料领域有着广泛的应用潜力，同时也可能对其他领域的研究产生深远的影响。
这一研究成果是研究人员团队长期以来不断探索和创新的结果，为陶瓷材料的相关研究奠定了坚实的基础。
研究团队成员包括北京科技大学北京科技大学的孙伟强教授、沈阳工业大学的刘惠教授、香港大学的Leung邓仲华教授以及英国曼哈顿大学的Xie家宝教授。
陈克新教授为该论文的第一通讯作者，属下团队也是众多作者论文中的第一作者。
具体贡献方面，主要涉及到论文的撰写、研究设计和实验工作等方面。
而其他作者则贡献了各自领域内的专业知识和技术，保证了研究工作的顺利进行。
总的来说，这一研究成果是团队合作和共同努力的结果，体现了多学科领域内的合作和协同。
结语
陈克新研究员带领的研究团队在陶瓷材料领域实现了重要的科学突破和技术创新，为陶瓷材料的研究和应用开辟了新的可能性。
这一成果的发表不仅为陶瓷材料的相关研究提供了新的思路和方法，也为其他领域的研究带来了启示和借鉴。
陈克新研究员团队的努力和贡献将会不断推动陶瓷材料领域的发展，并为实现更高性能的陶瓷材料而继续努力。
